プラズマって

切断品質、生産性、運用コスト、汎用性が組み合わさり、プラズマは今日最も使用される工業用切断プロセスとなっています。

プラズマとは何でしょうか？

プラズマは物質の第 4 の状態です。通常、物質には、固体、液体、気体の 3 つの状態があるとされています。一般的な要素である水で例えると、氷、水、蒸気という 3 つの状態があります。

これらの状態の違いは、関連するエネルギーレベルです。氷に熱の形でエネルギーを与えると、氷は溶けて水の形状になります。さらにエネルギーを加えると、水が蒸気になります。
蒸気にさらに多くのエネルギーを与え、摂氏 11,700°C あたりまで加熱すると、蒸気は成分ガスに分離し、導電性を持つ、あるいはイオン化するようになります。
この高エネルギーのイオン化したガスをプラズマと呼びます。

プラズマ切断システム

プラズマ切断システムはプラズマ流を使用して、エネルギーを導電性のあるワークピースに移します。プラズマ流は一般に、窒素、酸素、アルゴン、さらにはエアーなどのガスを細いノズルから噴出します。外部の電源装置で生成された電流がガスフローに十分なエネルギーを与えてイオン化し、摂氏 22,000°に達するプラズマアークを形成します。このプラズマアークがワークピースを溶融して切断し、溶融金属を吹き飛ばします。

基本的なプラズマ切断システムには以下のコンポーネント構成となります
・電源本体
定電流直流電源最大無負荷電圧 (OCV) は通常 240～400 VDC の範囲です。
電源装置の出力電流A (アンペア) と全体的なKW（キロワット）定格が、システムの速度と切断できる厚さを左右します。電源装置の主要機能は、イオン化の後でプラズマアークを維持するための正しいエネルギーを提供することです。
Hypertherm (ハイパーサーム）社の現行モデルでは30A～800Aの電源があります。

・アークスタート回路
ほとんどの 130A（アンペア）以上の水冷トーチにおいて、5,000～10,000V（ボルト）の交流電圧を約 2 MHz で生成する高周波を使用します。この電圧がトーチ内部で高強度アークを形成して、ガスをイオン化し、プラズマを生成します。
Hypertherm (ハイパーサーム）社のエアープラズマ切断機では、高周波を使用せず、「ブローバックスタート」テクノロジーを使用しております。これは高周波ノイズの発生を抑えるメリットがあります。

・トーチ
ノズルや電極などの消耗部品のホルダーとして機能し、これらの部品を (ガス、または水で) 冷却します。ノズルと電極はプラズマジェットを制限、維持します。