Tepelná technika: Plazmové řezání, tavení, svařování

Procesy v plazmatu - disociace (2000-6000 K) (H2, O2)~5eV, N2,CO~9eV vznik volných radikálů ionizace (5000-15000 K)(15000 - 100000K vícenásobná ionizace) - odtržení e- - ionizační potenciál (nízký u alkalických kovů - Cesium 3,9eV, K 4,3eV - H2 15,6 eV N2 15,5 eV O2 12,5 eV ionizace - elektronem, molekulou, fotonem, termicky Vzduch - aktivní plyny - dioxygenyl O2+, N2+, NO, Ar, Ar++, N+, N++, N2-, NO+ Samotný Argon - pouze ionizace Ar+ Ar 2+ Ar 3+..., s teplotou roste koncentrace volných elektronů ELKTRODY grafit 5 kA - 100 kA, měď, ocel - 0,05 - 2 kA W+ThO2 - 1 kA - 10 kA - ochranný plyn neaktivní (jinak nutné Hf, Zr), samotný oblouk už ovšem stabilizovaný aktivním plynem Plazmotron - plazmový hořák, plazmomet, plazmový generátor - obloukový se závislým/nezávislým obloukem, indukční - RF plazma, PLAZMOTVORNÉ PLYNY - H2 vysoké napětí (120V), nejnižší teplota 5200 K, výbušný s kyslíkem, N2 - nižší min teplota plazmatu (7500 K) U zápalné = 65 V - NO - jedovatý Ar Uzap=40 V, T min = 15000 K Stabilizace axiálně, tangenciálně, vysokotlaké vodou Plazmový ohřev - P=30-150 kW, v<2000m/s tok 500-5000 l/hod PLAZMATICKÝ NÁSTŘIK obloukový - prášek/drát (pojidlem např. Fe, Ni), rozptyl 15-20 mm RF plazmatický indukční nástřik - B budí E - elektronová lavina, 3 - 5 závitů, průměr trubky chlazené vodou 35-70 mm, délka 150-200 mm, nerezová tyčinka kterou je přiváděn prášek a plyn ideálně umístěna ani ne nad cívkou (rozptyl částic na stěny L) ani ne pod (zbytečné ochlazování), velký objem, malá rychlost, APS - atmosférický tlak GPS - vakuový TAVÍCÍ PEC trojfázová - 3 plazmotrony, střídavé napětí - usměrnění popř. přívod stejnosměrného - srov oblouková pec PLAZMOVÉ ŘEZÁNÍ - pilotní oblouk na katodě a trysce Výhody - oblé tvary, automatizace (slabší plechy nahrazuje dnes laser), rychlost řezu, jakýkoliv vodivý materiál, pod vodou není hlučné a minimalizuje teplotní účinky na okolí Nevýhody - max tloušťka 20 mm pod vodou 12 mm, širší řezná spára PLAZMOVÉ SVAŘOVÁNÍ - bez i s přídavným materiálem PAW (Plasma Arc Welding) vs TIG PAW - elektroda zvnějšku neviditelná (X TIG je vidět), až 28 000 K (běžně do 20 000 K)(X 11 000 K, běžně 8000 K TIG), omezený oblouk (tangenciální stabilizace X TIG neomezený oblouk), vyšší tepelná účinnost (přeměna elektrické na tepelnou energii), vydává ÚV záření a vysoký zvuk o 100 dB (TIG nikoli), menší oblast ovlivněná teplem, vyžití plynu 2x - ochranný plyn + plyn pro tvorbu plazmatu PLAZMOVÉ LEPTÁNÍ - volné radikály- chemicky I fyzikálně LIKVIDACE ODPADŮ - syngas (CO + H)