Plasmabrenner-Arten

Man sieht einen Koffer voller Verschleißteile, Elektroden, Düsen für einen Plasmaschneidkopf
Mögliche Verschleißteile für einen einzigen Plasmatypen

Plasmaschneidanlagen produzieren aufgrund ihrer Leistungsfähigkeit große Menge an Zuschnitten in kurzer Zeit. Im Gegenzug fallen natürlich auch Betriebskosten an, die nicht unerheblich sind. Daher lohnt sich hier jede Optimierung, Berechnung und Verbesserung. Maschinengeführte Brenner lassen sich automatisieren und mit vielen Raffinessen ausstatten - sie sind das Herzstück einer modernen Fertigung.

 

 

Welche Plasmabrennerarten unterscheidet man?

Grundsätzlich unterscheidet man die beiden Arten:

  • Übertragender Lichtbogen und
  • nicht übertragender Lichtbogen

Übertragender Lichtbogen

Das weitaus häufiger anzutreffende Verfahren in der Schneidindustrie ist der übertragende Lichtbogen. Dabei wird der Pilotlichtbogen, so bezeichnet man den Startlichtbogen, der meist mit Hochfrequenz zwischen Düse und Elektrode auf der Innenseite der Düse im Brennerkopf gezündet wird. Mit HIlfe einer Gassströmung wird der Lichtbogen auf das leitfähige Material übertragen - daher der Name "Übertragender Lichtbogen". Nach erfolgtem Pilotlichtbogenstart und der Übertragung auf das elektrisch leitfähige Schneidmaterial erfolgt die Freigabe des Hauptlichtbogens. Mit diesem Verfahren lassen sich ausschließlich elektrisch leitfähige Materialien schneiden.

Nicht übertragender Lichtbogen

 

Beim nichtübertragenden Lichtbogen brennt der konstante Lichtbogen zwischen Elektrode und Düse. Aus der Düse entweicht das heiße Plasmagas und trennt durch Aufschmelzung das Material, auf das der Lichtbogen auftritt. Da hierbei nur wenig Einfluss auf die Geometrie und Stabilität des Lichtbogens gelegt werden kann, lassen sich mit dem Verfahren keine Qualitätsschnitt-Anforderungen erwarten. Sein Vorteil liegt darin, dass sich nahezu fast jedes Material schneiden lässt, also auch Beton, Glas, Stein etc. Doch mehr als ein Trennschnitt darf man nicht erwarten.

Wo setzt man diese zweckmäßigerweise am besten ein und wie unterscheiden sie sich?

 

Während sich der übertragende Lichtbogen sehr gut für eine Regelung und Schnittoptimierung eignet und daher das Werkzeug erster Wahl für Qualitätsschnitte mit hoher Schnittqualität darstellt, so hat der Verfahren mit nicht übertragendem Lichtbogen seine Berechtigung im Trennen von Nichteisen-Elementen.

 

Des weiteren unterscheiden wir handgeführte und maschinengeführte Plasmabrenner!

 

Handgeführte Brenner

Die handgeführten Brenner werden meist vorort an Baustellen eingesetzt, wenn es darum geht noch schnell ein Öffnungsloch in einen Behälter zu schneiden oder ein Schrottteil zu zerlegen. Diese Geräte besitzen in der Regel geringere Leistungen und geringere Gewichte. Ihr Schwerpunkt zielt auf hohe Mobilität und störungssichere und einfache Handhabung. Der Brenner wird von Hand geführt. Da von Hand kaum konstante Bewegungsgeschwindigkeiten möglich sind, ist auch die Schnittqualität in der Regel weit aus geringer als beim maschinengeführten Brenner. Stromquellen für Handgeräte sollen leicht sein, daher sind die verfügbaren Stromstärken auch limitiert, ebenso die Einsatzmöglichkeiten für technische Gase. Die Einschaltdauer bei Handgeräten ist in der Regel wesentlich kleiner 100%, sie liegen eher bei 60-80%.

 

 

Bei den Maschinenbrennern unterscheiden wir:

- Einfache Druckluft-Plasmabrenner

- Einsatzmöglichkeiten:

  • Für einfache Aufgaben
  • als Plasmagas wird Druckluft oder Stickstoff eingesetzt
  • geringe Betriebskosten, preiswerte Verschleißteile, geringe Schnittqualität
  • Auszug Typenbeispiele: Hypertherm HT40C, MAX100, Thermadyne PAK, StakPak®,... 

- Konventionelle Dualgas/Mischgase Brenner

  • Zwei Gase können eingesetzt werden, dadurch bessere Anpassung an die Schneidaufgabe/Material
  • Sauerstoff bei Normalstahl,
  • Geeignet für komplexe Aufgaben, Plasma-Strom bis 1.600A
  • Mittlere Schnittqualität, wobei im dicken Bereich die Qualität sogar für viele Anwendungen akzeptabel gut wird
  • Auszug Typenbeispiele: Hypertherm HT2000, Kjellberg Finefokus800 / 1600 neu: SmartFocus®, Thermadyne AutoCut, Kaliburn und weitere

- Plasmaschneiden mit erhöhter Einschnürwirkung

(wird auch genannt: Qualitätsplasama oder Feinstrahlplasma oder sonstige firmeneigene Bezeichung je nach Hersteller)

  • Zwei oder mehr Gase können für verschiedene Metalle eingesetzt werden
  • Gasdruck und Stromanstieg werden geregelt, so dass Stossbelastungen reduziert werden und höhere Standzeiten möglich sind
  • Schneidkopfaufbau unterscheidet sich wesentlich: Meist werden zwei Schraubkappen eingesetzt, die normale äußere, sowie eine innere Schraubkappe, die auch den Kühlwasserkreislauf abschirmt
  • Aufwendige auto. Gase-Mischkonsolen kommen zum Einsatz
  • 100% Einschaltdauer der Systeme ist die Regel bei Maschinentauglichen Brennern
  • Seine Plasma-Verschleißteile kosten zwar mehr, als die konventioneller Brenner, doch halten diese i.d.R. auch länger
  • Plasmaschneidanlagen mit erhöhter Einschnürwirkung erzeugen die maximale Schnittqualität, die im Bereich Plasmaschneiden zur Zeit zu erreichen ist.
  • Typenbeispiele: Hypertherm alt HD3070/HD4070, neu: HPR130/260/400/600 Kjellberg: HiFocus® 80i/161i/280i/360i/440i/600i, Thermadyne Ultracut (Victor) 200/300/400, Spirit von Kaliburn, sowie die M^3 von Esab, OCP von Oxytome und weitere.

 

In der Literatur existieren noch weitere feinere Unterteilungen, doch für den praktischen Alltag genügt uns dieser Terminus. Hinweis: Die Listung der Plasmastromquellen ist weder komplett noch besitzt die Reihenfolge eine Bewertung. Im Marktplatz finden Sie weitere Modelle.