Autor: Arthur Schmidt von Happe

Metalle mit Plasma schneiden

Häufig müssen Metallplatten, Metallgeländer oder Rohre zurechtgeschnitten werden, bevor man diese für die Metallverarbeitung weiterverwenden kann. Neben mechanischen oder manuellen Methoden mit einer Flex oder einem Blechschneidewerkzeug bietet sich dafür ein Plasmaschneider an. Dabei kann man mit großer Hitze selbst dicke Metalle schnell und präzise zurechtschneiden. Auch ist die Handhabung relativ flexibel, sodass selbst in engeren Positionen gute Fortschritte beim Schneiden des Metalls erzielt werden können. 

Funktionsweise des Plasmaschneidens 

Für das Plasmaschneiden benötigt man neben einem Plasmaschneider noch eine Druckluftquelle, also einen Kompressor. Bei einigen Geräten ist ein Kompressor schon integriert, um unabhängig von einer externen Druckluftzufuhr den Plasmacutter verwenden zu können. Die Druckluft bildet nach dem Zünden des Lichtbogens zum einen den Plasmabogen, der mit einer großen Hitze von bis zu 30.000 °C in der Lage ist, selbst dicke Metalle zu trennen. Dabei wird der Plasmabogen durch eine mit Gas oder Wasser gekühlte Düse geführt, die die Energie zum Schmelzen des Metalls bündelt. Die Stärke dieses Plasmastrahls hängt in erster Linie von der Stromstärke ab. Je höher die Stromstärke, desto tiefer kann in der Regel in das Metall geschnitten werden, dabei sind Werkstückdicken von 0,5 bis 160 mm möglich. 

Die Druckluft erzeugt nicht nur das Plasma und kühlt die Keramikdüse am Schneidbrenner, sondern sorgt auch dafür, dass die Schnittfuge nicht verklebt. Sie pustet sozusagen die Schnittstelle kontinuierlich weiter aus, abschmelzendes Metall kann sich dabei an der Fuge nicht absetzen und es wird verhindert, dass die Schnittstelle verklebt. Die Schnittfuge, die durch den Plasmalichtbogen erzeugt wird, zeichnet sich durch eine V-förmige Ausrichtung aus. 

Wenn die Schnittfuge nahezu rechtwinklig werden soll, muss man Plasmaschneider mit einer erhöhten Einschnürung verwenden. Solche hochpräzisen Schneidegeräte werden in der Industrie verwendet. Durch hochentwickelte Düsensysteme werden unterschiedliche Gase geführt, für Baustahl verwendet man beispielsweise Sauerstoff (O2), für Edelstahl kann ein Argon-Wasserstoff-Gemisch (Ar/H2) oder auch Stickstoff (N2) verwendet werden. Neben der besseren Präzision werden dabei auch die Qualität der Schnittkanten und die Schnittgeschwindigkeit erhöht. 

Welche Metalle kann man mit Plasma schneiden 

Mit einem Plasmaschneider kann man alle elektrisch leitfähigen Metalle schneiden, somit ist das Trennen von Stahl, Aluminium, Kupfer oder anderen gängigen Werkstoffen kein Problem. Zunächst wird ein Pilotlichtbogen zwischen Düse und Elektrode mittel Hochfrequenzzündung aktiviert. Der Pilotbogen ist noch relativ energiearm, erst wenn er das Werkstück berührt, erhöht sich automatisch die Leistung auf einen Wert, bei dem das Metall geschnitten werden kann. Mit einem Pilotlichtbogen kann man neben festen Werkstoffen auch Gitter oder grobmaschige Zäune bequem schneiden, da der Lichtbogen keinen dauerhaften Kontakt zum Werkstück benötigt.  

Wird neben Druckluft noch weiteres Gas zum Plasmaschneiden benötigt? 

In der Regel reicht für das konventionelle Plasmaschneiden als Schneidgas Druckluft völlig aus. Es können noch weitere Sekundär- oder Zusatzgase hinzugefügt werden, die dann dem Werkstück angepasst werden müssen. Durch das Hinzufügen von Gasen können die Rechtwinkligkeit sowie die Beschaffenheit der Schnittfläche verbessert werden. Die chemischen Eigenschaften der Gase beeinflussen in starker Weise die Qualität der Schnittkanten und bestimmen somit den Aufwand, der für Nacharbeiten aufgebracht werden muss. 

Was muss ich bei der Druckluft beachten? 

Zunächst spielt die Stärke des Luftdrucks eine Rolle, den Sie für Ihren Plasmaschneider benötigen. In der Regel liegt dieser bei 4 bis 5,5 bar. Neben einem entsprechenden Druck muss der Kompressor auch den Luftbedarf des Geräts decken. Dieser schwankt ebenfalls von Gerät zu Gerät. Der S-Plasma-85H von Stamos Germany benötigt beispielsweise 175 l/m. Diesen Wert sollte der Kompressor mindestens liefern können. Um den Plasmaschneider optimal einzustellen, sind die Geräte mit einem Manometer und einem Druckminderer ausgestattet. Bei einigen wenigen Geräten ist der Kompressor im Gerät selbst integriert. Dabei wird die Druckluft automatisch der Schneidesituation angepasst, sodass Sie die Werte nicht manuell regeln müssen. 

Welche Sicherheitsmaßnahmen sollte ich beim Plasmaschneiden beachten? 

Mit einem Plasmaschneider können Sie äußerst bequem und schnell Metalle trennen. Da dies unter sehr hoher Hitzeeinwirkung passiert und teilweise Hochspannung eingesetzt wird, sollten Sie einige Sicherheitsmaßnahmen vornehmen, bevor Sie mit dem Plasmaschneiden beginnen. Zunächst sollten Sie auf entsprechende Schutzkleidung achten. 

Unumgänglich ist ein Schutzhelm, der Sie vor dem Funkenflug sowie dem grellen Lichtbogen schützt. Er hilft Ihnen, trotz der widrigen Sichtverhältnisse möglichst nah mit den Augen an die Stellen zu gelangen, die Sie trennen wollen. Dadurch haben Sie die maximale Sichtkontrolle beim Trennen des Metalls. Alternativ können Sie auch eine Schutzmaske, wie Sie sie vom Schweißen her kennen, verwenden. Das hat aber immer den Nachteil, dass eine Hand mit dem Halten der Maske beschäftigt ist. Wollen Sie das Werkstück beispielsweise beim Trennen festhalten, dann kommen Sie an einem Schweißhelm nicht vorbei. 

Nicht nur wegen des Funkenschlags, sondern vor allem wegen der Hitzeentwicklung ist das Tragen von Schweißerhandschuhen unerlässlich. Um die Schnittstelle herum entwickelt sich beim Plasmaschneiden eine große Hitze, sodass das Werkstück nicht mit bloßen Händen angefasst werden kann. Darüber hinaus sollte mindestens noch eine Schweißerschürze getragen werden, um sich vor dem nicht unerheblichen Funkenschlag zu schützen. Aber achten Sie auch auf die Umgebung, in der Sie schweißen. Leicht entflammbare Materialien und Stoffe sollten prinzipiell in einem sicheren Abstand gelagert werden. Im öffentlichen Raum können darüber hinaus auch unbeteiligte Personen Schaden nehmen, wenn sie direkt in den Lichtbogen schauen. Deshalb empfiehlt es sich, eine Schweißerschutzwand aufzuspannen, die Ihren Arbeitsplatz beim Plasmaschneiden von der Umgebung abtrennt. 

Worauf sollte ich beim Kauf eines Plasmaschneiders achten? 

Prinzipiell haben Sie die Auswahl zwischen Geräten, die mit 400 V oder 230 V betrieben werden. In der Regel können Sie bei 400 V Geräten mit einer höher Stromstärke Plasmaschneiden und damit auch stärke Metallstücke bearbeiten. Aber beachten Sie, dass diese Geräte in der Regel ohne Starkstromstecker geliefert werden. Plasmaschneider mit 230 V Netzspannung sind in der Regel flexibler, da Sie einen entsprechenden Stromanschluss in den meisten Räumen vorfinden. 

Besonders angenehm lässt es sich mit Plasmaschneidern mit 8-m-Kabeln arbeiten. Dadurch gewinnen Sie zu den Standardschlauchpaketen mit 4 m Länge deutlich an Bewegungsfreiheit, was sich beim Bearbeiten von großen Objekten, sei es beim Schiffsbau oder auf einer Baustelle, positiv bemerkbar macht. 

Häufig werden Plasmaschneider auch als Kombi-Geräte angeboten, mit denen Sie auch Schweißarbeiten durchführen können. Dadurch sind Sie deutlich mobiler, da Sie nur ein Gerät anstatt zwei für Reparaturarbeiten oder andere Metallarbeiten mit sich führen müssen.