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Das Plasma ist ein hochaufgeheiztes, elektrisch leitfähiges Gas, das aus positiven und negativen Ionen, Elektronen sowie angeregten und neutralen Atomen und Molekülen besteht. In der Physik spricht man häufig vom vierten Aggregatzustand.



Als Plasmagas werden z. B. das einatomige Argon und/oder die zweiatomigen Gase Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff und Luft eingesetzt. Diese Plasmagase ionisieren und dissoziieren durch die Energie des Plasmabogens. Durch Rekombination der Atome und Moleküle außerhalb des Strahlenerzeugungssystems (SES) wird die aufgenommene Energie schlagartig frei und verstärkt die thermische Einwirkung des Plasmastrahles auf das Werkstück.



In der Regel wird das Plasma durch eine wassergekühlte Düse zusätzlich eingeschnürt. Dadurch können Energiedichten bis 2x106 W/cm2 im Plasmastrahl erreicht werden. Durch die hohe Temperatur expandiert das Plasma und strömt mit Überschallgeschwindigkeit in Richtung Werkstück (Anode). Im Plasmabogen entstehen Temperaturen bis 30.000 °C, die in Verbindung mit dem hohen kinetischen Energieanteil des Plasmastrahls sehr hohe Schneidgeschwindigkeiten in Abhängigkeit von der Materialdicke an allen elektrisch leitfähigen Werkstoffen realisieren.

Für den Schneidprozess wird zunächst ein Pilotbogen zwischen Düse und Kathode mittels Hochspannung gezündet. Dieser energiearme Pilotbogen bereitet durch teilweise Ionisation die Strecke zwischen Plasmabrenner und Werkstück vor. Berührt der Pilotbogen das Werkstück (fliegendes Anschneiden, fliegendes Anstechen), wird durch eine automatische Leistungserhöhung der Hauptlichtbogen eingeleitet.

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