Плазмова зварювання - технологія і особливості процесу + Відео

1. 1 Плазмова зварювання - чому так ефективна? Такий вид зварювання схожий по ряду показників на аргон...
2. 3 Обладнання для зварювання по плазмової методикою

1 Плазмова зварювання - чому так ефективна?

Наши партнеры ArtmMisto

Такий вид зварювання схожий по ряду показників на аргон зварювання. Виконується вона з використанням потоку (спрямованого) плазмової дуги.

Під плазмою розуміють повністю або частково іонізований газ, який складається із заряджених електронів та іонів, а також нейтральних з електричної точки зору молекул і атомів.

В принципі, плазмою можна назвати і стандартну дугу, але завжди потрібно пам'ятати, що вона не має того потенціалу енергії і підвищеної температури, яким володіє плазмова дуга.

Збільшення потужності і температури звичайної дуги можна досягти двома способами: вдуванием в неї в примусовому порядку плазмообразующего газу або її стисненням. Стиснення виробляється в плазмотроне - пристрої, стінки якого постійно і дуже активно остуджують водою. Результатом такого процесу стає досягнення температури до 30 тисяч градусів Цельсія. Для порівняння - даний показник для звичайної дуги не перевищує 7 тисяч градусів (та й то, якщо вона горить в атмосфері парів заліза і аргону).

пропонуємо Вам ознайомитися

При вдувании плазмообразующего газу в зону плазмової дуги (паралельно зі стисненням) відзначається його збільшення в 50-100 разів (за рахунок явища теплового розширення), що призводить до високошвидкісного закінченню газу з плазмотрона. В результаті теплова енергія доповнюється кінетичної, викликаної іонізованими рухомими частинками, і ми отримуємо більш потужну дугу.

Крім підвищеної потужності і температури плазмова дуга має кілька інших важливих відмінностей від звичайної:

• її тиск на оброблюваний метал вище в 6-8, а іноді і в 10 разів;
• діаметр дуги за своїми розмірами виходить меншим;
• плазмову дугу можна без проблем тримати на об'єктивно невеликих токах (від 0,2 Ампер до 30);
• форма плазмової дуги є не конічної, а циліндричної.

Всі зазначені відмінності забезпечують плазмової дузі більшу універсальність. Завдяки цьому зварювання плазмою гарантує проплавление металу на велику глибину і при цьому знижує обсяг розплавлення зварюваного матеріалу.

Процес зварювання може йти за двома схемами:

• плазмовим струменем (дуга, видуває газовим потоком, горить між соплом плазмотрона і не плавиться,);
• дугою, що горить між виробом і електродом.

Більш популярною є другий варіант. Для нього використовуються електроди з активованого лантану, ітрію, торію, вольфраму, міді та гафнію. Захисним газом виступає аргон, а плазмообразующих - все той же аргон, в який часто додають водень або гелій.

2 Різновиди зварювання з використанням плазмової дуги

Така зварювання поділяється на три види, головна відмінність яких один від одного обумовлено різною силою струму:

• від 0,1 до 25 А - мікроплазмове;
• більше 150 А - великі струми;
• від 50 до 150 А - середні струми.

Сварка на середніх токах - потужна і безпечна. Вона дуже схожа на аргонову зварювання з електродом з вольфраму, яка менш ефективна, ніж плазмова, через "розмитою" площі нагріву і малої потужності дуги. По суті, плазмова дуга за своїми можливостями поступається тільки лазерному або електронному променю, але значно перевищує показники звичайної дуги.

Крім того, вона тисне на зварювальну ванну набагато сильніше звичайної дуги, що дозволяє поліпшити передачу тепла вглиб металу, рідка прошарок якого при обробці стає дуже тонкою. Додамо, що процес зварювання на середніх токах допускається виконувати без присадного дроту або з такої.

Сварка на великих токах для деяких видів поверхонь. У цьому випадку метал піддається ще більш потужного впливу. При такій зварюванні деталі як би розрізають, а потім знову заварюються (у ванні утворюється отвір наскрізного виду, обумовлене повним її проплавлением). При цьому сили поверхневого натягу утримують шов зі зворотним від зварювальної боку.

Рекомендована зварювання на великих токах для виробів з міді , Низьковуглецевих сталей, титану, легованих сталей. Для таких матеріалів вона демонструє не тільки високий зварювальний ефект, але і нерідко гарантує відмінну якість швів, чудову продуктивність і зниження витрат, що мають відношення до оброблення крайок.

Сварка мікрострумами (мікроплазмове). Характеризується малими струмами (якщо застосовуються електроди з вольфраму перетином від 1 до 2 міліметрів) і достатнім рівнем іонізації газів. Це обумовлює її широке поширення для випадків, коли необхідно зварювати невеликі (до 1,5 мм) по товщині вироби (ювелірні прикраси, термопари, фольгу). Також вона застосовується для приварки до великих деталей сильфонов і мембран, використовується при виготовленні тонкостінних ємностей і труб.

Суть мікроплазмового процесу така:

• чергова дуга, яка горить безперервно між охолоджуваним водою мідним соплом пристрою і електродом, забезпечується джерелом живлення;
• основна дуга запалюється в той момент, коли до виробу підводиться плазмотрон;
• через сопло плазмотрона надходить газ, який утворює полум'я, а через керамічне сопло вдувається захисний газ;
• охолодження пальника проводиться водою.

Запалювання ж дуги в зварювальному агрегаті здійснюється осциллятором основний і чергової дуги.

Якщо зварюються титанові вироби, до аргону, що виконує роль захисного газу, зазвичай додають гелій, сталей з низьким вмістом вуглецю - вуглекислий газ, інших типів стали - водень. Подібні добавки, незважаючи на свою незначність (не більше 10%), істотно підвищують ефективність зварювального процесу.

Додамо, що установки для проведення зварювальних робіт на мікрострумами, можуть працювати в різних режимах:

• зворотного безперервної полярності;
• прямий безперервної полярності;
• різнополярних імпульсів;
• прямий імпульсної полярності.

3 Обладнання для зварювання по плазмової методикою

Будь-який сучасний апарат плазмового зварювання відноситься до одного з двох типів: функціонуючий із застосуванням плазмового струменя або повітряно-плазмового дуги. У першому випадку використовується плазмова дуга, що забезпечує:

• високий ККД процесу;
• малий ділянку термічного впливу;
• невелика витрата захисних газів;
• можливість з'єднувати тонколистовую сталь з неметалами;
• несуттєві деформації поверхонь, що зварюються.

А ось тоді, коли застосовується повітряно-плазмова дуга, відзначається прискорення процесу і з'являється можливість зварювати нержавіючі труби , Електропровідні, високолеговані сплави, а також алюміній, мідь.

Крім того, полум'яне зварювальне обладнання ділять на ручне і автоматичне. Далі ми наводимо кілька найбільш популярних в нашій країні плазмових апаратів:

• "Плазар": мобільна установка з малими розмірами і невеликою масою, оснащена термодатчиками, характеризується инверторной оптимізованої архітектурою і високою стійкістю запуску;
• "Горинич": ідеальний апарат для використання в побуті, зараз продається кілька моделей таких установок, що відрізняються один від одного потужністю (8, 10 або 12 ампер)