Wat is een plasmasnijmachine en wat is plasmasnijden?

Plasmasnijden is een bewerkingstechniek die onder andere in de metaalbewerking wordt toegepast. Plasmasnijden is een proces dat met name wordt gebruikt voor het snijden van vormen uit plaatmateriaal. Dit gebeurd doormiddel van een plasmasnijmachine. De plasmasnijmachine maakt gebruik van plasma. Dit plasma wordt met een elektrische vlamboog opgewekt. Het plasmasnijden komt voort uit het plasmalassen, dit lasproces wordt ook wel het TIG lassen genoemd. Het plasmasnijden ontstond rond 1963. Het plasmasnijden zorgde voor fraaiere resultaten dan het snijdbranden dat tot die tijd veelvuldig werd gebruikt voor het snijden van metaal. Bij plasmasnijden zijn de snedes gladder en nauwkeuriger dan de snedes die ontstaan bij snijbranden. Er ontstaan bovendien geen staalsplinters tijdens het plasmasnijden.

Een plasmasnijmachine is een ander apparaat dan een lasersnijmachine. Als men met een plasmasnijmachine een snede maakt dan is de bovenkant afgerond. Hierdoor zal men voor het afwerken nog nabewerking moeten uitvoeren. Dit is niet het geval bij producten die door een lasersnijmachine zijn gemaakt.

Waaruit bestaat een plasmasnijmachine?
Een plasmasnijmachine bestaat uit een aantal delen. Allereerst krijgt de machine haar elektrische voeding uit een stroombron. Daarnaast is er een massakabel en een stroomtoevoerdraad. Verder is er een persleiding in de machine geplaatst. Er wordt gebruik gemaakt van een inert gas of perslucht. De vlamboog wordt ontstoken door een hoogfrequent ontsteking. De machine bevat een koperen geïsoleerd en watergekoeld mondstuk. Hierin is een wolfraamelektrode geplaatst. Moderne plasmasnijders zijn uitgerust met een computersysteem waardoor men doormiddel van programmering de plasmasnijder de gewenste bewerking kan laten uitvoeren. Plasmasnijders die uitgerust zijn met een dergelijk systeem noemt men ook wel CNC- plasmasnijmachines. Hierbij staat de afkorting CNC voor Computer Numerical Control. Uiteraard is de gehele plasmasnijmachine in een stevig stalen frame gebouwd dat meestal voorzien is van een snijdtafel. Het mondstuk met de elektrode beweegt zich boven de plaat die op de snijdtafel licht. Daarvoor is het mondstuk meestal aan een beweegbare arm gemonteerd. De positionering van dit mondstuk gebeurd door het CNC-programma.

Hoe werkt een plasmasnijmachine?
Nadat de operator de plasmasnijmachine heeft geprogrammeerd in het CNC-programma wordt er via een persleiding een inert gas of perslucht met een hoge snelheid door het mondstuk gespoten. Tussen de wolfraamelektrode en het werkstuk wordt doormiddel van elektrische stroom een vlamboog opgewerkt. Hierbij wordt gebruik gemaakt van een hoogfrequent ontsteking.

Door deze vlamboog wordt een deel van het gas omgezet in plasma. Dit plasma wordt zeer heet, wel 30.000 °C en wordt door het mondstuk in een staal veranderd. De hoge temperatuur zorgt er voor dat het metaal waarop de elektrode is geplaatst wordt gesmolten. De perslucht en de hoge temperatuur zorgen er voor dat de metaaldeeltjes die gesmolten zijn worden weggeblazen. Zo ontstaat een snede in het metaal. Dit kan met een behoorlijke snelheid uitgevoerd worden.

Het mondstuk waar de elektrode in zit moet natuurlijk tijdens het proces niet gaan smelten. Daarom is het mondstuk geïsoleerd en wordt het mondstuk bovendien met water gekoeld.

Wat wordt bedoelt met laskanten en laskantvoorbewerking?

Voordat een lasser een las gaat aanbrengen in een werkstuk zal de lasser zich eerst verdiepen in de constructietekening, de lasmethodebeschrijving (LMB) of de Welding Procedure Specification (WPS). Hierin vindt de lasser informatie over de manier waarop de las gelegd moet worden. Daarbij is onder andere aangegeven welke lasnaad gebruikt moet worden. Er zijn verschillende lasnaden, bijvoorbeeld de V-naad, de K-naad, de Y-naad en de X-naad. Ook kan er gebruik worden gemaakt van een zogenoemde stompe naad. Bij de laatste naad zal er niet of nauwelijks voorbewerking nodig zijn. De kanten die aan elkaar gelast moeten worden zullen dan slechts recht en schoon moeten zijn. Bij de overige naden zal ten minste één van de beide kanten van het werkstuk moeten worden voorbewerkt.

Wat is een laskant?
De kant van een werkstuk die gelast moet worden noemt men de zogenoemde laskant. Als men een werkstuk samenstelt heeft men echter verschillende laskanten die samengesteld moeten worden. Zo bevat een V-naad twee platen die beide zijn afgeschuind aan de laskant. De lasser zorgt er voor dat de twee laskanten van de platen zo dicht mogelijk tegen elkaar aan liggen alvorens de las wordt aangebracht. Hiervoor kan de lasser in sommige gevallen gebruik maken van een mal waarin de plaatdelen kunnen worden vastgezet. In andere gevallen zal de lasser creatiever te werk moeten gaan om de laskanten zo dicht mogelijk bij elkaar te brengen.

Hoe wordt een laskant gemaakt?
Een laskant is de kant van het werkstuk of werkstukonderdeel waarop de las moet worden aangebracht door de lasser. Deze kant moet schoon zijn zodat er geen vervuiling in het smeltbad van de las kan ontstaan. Daarnaast is de laskant in een bepaalde vorm. Meestal is er sprake van een zogenoemde afschuining zoals in het hiervoor genoemde voorbeeld van de V-naad. Er kan echter ook sprake zijn van bijvoorbeeld een K-naad of een X-naad. Ook hierbij wordt de laskant van één deel of twee delen van het werkstuk afgeschuind. Het afschuinen van een plaat kan op verschillende manieren gebeuren. De volgende manieren zijn gebruikelijk:

  • Het slijpen van de laskant
  • Frezen van de laskant
  • Snijden van de laskant met behulp van een plasmasnijder
  • Knabbelen van de laskant

Deze bovengenoemde technieken zijn in feite technieken om de laskant voor te bewerken. Daarom vallen deze technieken onder de laskantvoorbewerking. Meestal staat op een constructietekening een lassymbool waarmee wordt aangegeven welke lasnaad moet worden gemaakt. Als een las verkeerd is aangebracht kan men er voor kiezen om de las uit te slijpen of te gutsen. Dit is echter veel werk en de laskant zal daarna vaak hersteld moeten worden voordat de lasser een nieuwe las kan aanbrengen.

Voordelen van het aanbrengen van laskanten
Een bedrijf of een lasser heeft niet altijd de keuze om laskanten aan te brengen of niet. In veel gevallen zal in de lasmethodebeschrijving of de Welding Procedure Specification duidelijk zijn aangegeven hoe de lasnaad voorbewerkt dient te worden. Mocht men echter wel de keuze hebben om een laskant voor te bewerken dan is het belangrijk om de voordelen van laskantvoorbewerking goed voor ogen te houden. We noemen een aantal voordelen:

  • De lasverbinding wordt steviger omdat men de las, door het aanbrengen van bijvoorbeeld een V-naad, dieper aan kan brengen.
  • Daarnaast heeft het afschuinen van de laskant een voordeel dat het lasoppervlak groter wordt. Hierdoor kan het smeltbad goed worden gevormd en kan het lastoevoegmateriaal zich op meer plekken echten. Ook de warmte die bij het lasproces wordt ingebracht wordt meer verspreid.
  • Een goede laskantvoorbewerking zorgt er ook voor dat de laskant schoon is zodat er minder kans op vervuiling en insluiting ontstaat tijdens het lassen.