Обладнання 3-мсту Урок№33 Тема: Електрозварювальні установки для плазмового зварювання/різання. 26.11.20

Плазмової зварюванням називають процес плавлення, в якому використовується стисла дуга для нагріву. Дуга вважається стислій, коли її стовп стискається потоком газів для зварювання (азоту, аргону) або соплом пальника, використовуваної в плазменно-дугового зварювання. Під плазмою мається на увазі газ, наповнений різнорідно зарядженими атомами з нульовим сумарним зарядом.

Плазма утворюється усередині сопла, обтиску в ньому створює плазму газом і охолоджуваними водою стінками і стабілізуючись. Це сприяє утворенню концентрованого стовпа дуги зі значним збільшенням числа наголосів один з одним часток плазми. Одночасно сильно підвищуються температура стовпа дуги зі ступенем іонізації, а також плазмова кінетична енергія, яка використовується в апаратах плазмового різання і зварювання. Пальник, звана ще плазмотроном, являє собою пристрій, призначений для утворення направленого потоку плазми. Він, маючи значний запас енергії, здатний переміщатися зі значною швидкістю.

Дуги із струменями в плазмовому зварюванні металу отримують за допомогою пристроїв з різними схемами. Дуга плазми виходить від поєднання каналу з соплом, причому обробляється матеріал служить одним з електродів, а стовп дуги суміщений зі струменем плазми. Розряд дуги, одержуваний між електродами, створює струмінь плазми. В якості одного з електродів можуть виступати як сам виріб, так і стіни каналу з роздільним соплом.

Сутність технології плазмового зварювання

В основі принципу роботи плазмового зварювання лежить освіту за допомогою осцилятора плазмової дуги. Щоб полегшити цю операцію користуються звичайною дугою, наявної між електродом і пальником. Живить дугу, що утворить плазму, джерело зварювального струму. Апарати плазмового зварювання працюють на токах з прямою полярністю.

З використанням плазмової, тобто стислій, дуги проводять зварювання майже будь-яких металів в з'єднаннях всіх просторових положень. У вигляді газу, що утворює плазму, в установках плазмового зварювання служать аргон з гелієм, вони ж застосовуються і в якості захисту. До переваг цієї зварювання відносять велику ефективність з незначною чутливістю до змін довжини дуги, а також здатність до видалення вольфрамових часток з металу шва. При цьому можливо без скосу кромок зварювання металів товщі 15 мм з особливим грибоподібним проваром. Ця особливість з'ясовна отриманням в основному матеріалі отвори, що проходить наскрізь. У нього можливий вихід плазмового струменя з переходом на зворотну частину деталі. По суті, вся процедура є прорізанням деталі з подальшою заваркою розрізу.

Плазмовому зварюванні й різанні доступні багато з'єднань. Наприклад, стикові - з металом товщиною близько 2 мм варять з проведенням відбортовки крайок, а при роботі з заготовками більшої товщини (близько 10 мм) рекомендований скіс кромок. Коли це необхідно, застосовують додатковий метал. Сварка металевих деталей з товщі 25 мм вимагає оброблення крайок з її кутом і глибиною набагато меншими, ніж у разі використання аргонодугового зварювання. Завдяки цьому технологія плазмового зварювання дозволяє знизити в кілька разів кількість використовуваного присадочного матеріалу. Він вводиться в плазмовий струмінь по краю зварювальної ванни. Найбільшим числом достоїнств володіє зварювання стислою дугою для роботи з листовим металом без розроблення кромок і користування присадним матеріалом.

Характеристики плазмового зварювання повинні дозволяти з'єднання товстолистового матеріалів в кілька проходів без наскрізного проплавлення. З цією метою при укладанні другого і наступних шарів металу потрібно регулювання силового впливу плазмового струменя, щоб не був витіснений розплавляється метал зі зварювальної ванни. Робиться це шляхом зміни рівня споживання плазмообразующих газів.

Характеристики обладнання для плазмового зварювання

Основна частина зварювальних робіт з металами і сплавами малої товщини (близько міліметра) також ведеться плазмової зварюванням. Застосування інших видів зварювання для цих випадків не завжди доступно через низку причин, що криються в експлуатації, технології або конструкції виробу. А обладнання для плазмового зварювання, яка використовує великі струми, формує за допомогою плазмотрона дугу, що володіє набагато стійкістю в просторі більшої, ніж просто горить дуга. Причому поділ в подачі газів (захисного і плазмообразующего) сприяє застосуванню для зварювання різноманітних газових сумішей.

Такий пристрій плазмового зварювання завдяки наявності стислої дуги ідеально в з'єднанні тонколисті матеріалів. Цим обумовлено виникнення по суті окремого методу з'єднання деталей - микроплазменной зварювання для особливо тонких металевих матеріалів, що здійснюється за допомогою малоамперной стислої дуги. Використовувана для цього у вигляді концентрованого джерела тепла стисла дуга називається мікроплазми. Вона порушується особливими пальниками - плазмотронами. Застосування такої дуги сприяє надійності операції зварювання навіть на самому невеликому струмі, це дозволяє варити досить тонкий метал, що неможливо зробити за допомогою аргонодугового зварювання.

Для робіт з тугоплавкими або хімічно активними металами зварювальні апарати плазмового зварювання дозволяють вести зварювальні роботи в вакуумі. Вони забезпечують високу якість зварювання матеріалу товщі 1 мм. Така можливість існує через стиснення дуги з низьким тиском на струмі більше 80 А. Її імпульсне живлення сприяє зменшенню звичайних зварювальних струмів зі збереженням значної частоти імпульсів. Можливості імпульсного режиму дозволяють вести регулювання у великому діапазоні не тільки струму, але і потужності плазмової дуги з низьким тиском. Все це дозволять варити дуже тонкий метал.

Апарати плазмового зварювання, ціною не набагато відрізняються від іншого обладнання, широко використовуються при зварюванні і різанні тонколистого металу: сталей (нержавіючої та вуглецевої), хімічно активних або кольорових металів з їх сплавами. Мікроплазми також активно застосовується в зварюванні і пайку тонких сіток, неметалевих виробів і фольги.

Сьогодні все більшої актуальності набуває плазмова зварювання, яка дозволяє виробляти роботу з багатьма сучасними сплавами, в тому числі і з кольоровими металами, а також з нержавейкой.

Сварка плазмою забезпечує максимально міцне зчеплення оброблюваних поверхонь, до того ж, що якість і щільність шва виходять на високому рівні.

Сварка плазмовою дугою і різання виконуються на спеціальному обладнанні, експлуатація якого можлива і в домашніх умовах, правда його ціна досить висока.

За рахунок прямої дії на оброблювані зварювальні поверхні повітряно-газовою сумішшю, яка використовується при плазмовому зварюванні, вдається уникнути розбризкування розплавленого металу.

В даний час плазмова зварювання та різання використовуються на багатьох промислових об'єктах і дозволяє виконувати якісне з'єднання металевих поверхонь практично будь-якої складності.

Зварювальні апарати для даного виду зварювання являють собою досить компактні пристрої, які додатково оснащуються системою для подачі повітряно-газової суміші.

плазмова зварювання і різання має досить простий принцип роботи, який полягає в тому, що розплавлення металу в заданому місці походить від прямої дії потоку плазми в повітряно-газової захисної суміші.

Принцип роботи, який виробляє апарат зварювання плазмою можна побачити на відео, яке розміщене нижче в статті.

Плазмова зварювання та різання в чомусь схожа з аргоновой, при цьому за допомогою неї за допомогою прямої дії здійснюється розплавлення металевих поверхонь в заданому місці.

В процесі роботи використовується повітряно-газова суміш, яка виконує роль своєрідного захисту зварювальної ванни від агресивного атмосферного дії.

Взагалі, безпосередньо під плазмою прийнято розуміти іонізований газ, структуру якого складають сильно заряджені іони і електрони, крім цього, в процесі беруть участь і нейтральні молекули атомів.

У певному сенсі до плазми можна віднести і стандартну дугу, однак вона не може зрівнятися з тим потенціалом, яким володіє сама плазма.

Для того щоб збільшити, як потужність, так і температуру звичайної дуги, необхідно провести в примусовому порядку вдування в неї спеціального плазмообразующего газу, або виконати її стиснення, що зробити не так просто.

Всі ці процеси відбуваються в плазмотроне, який виконує роль різака.

Головною відмінною рисою плазмового зварювання є досить висока температура плазмової дуги, яка може досягати показників в тридцять тисяч градусів за Цельсієм.

У момент прямої дії плазмової дуги особливим чином здійснюється подача повітряно-газової суміші, що дає оптимальну можливість домогтися високошвидкісного течії дуги безпосередньо з самого плазмотрона.

Тут слід зазначити, що при виконанні даної зварювання відбувається з'єднання теплової і кінетичної енергії, внаслідок чого утворюється дуга з більш потужним потоком.

Плазмова дуга, на відміну від звичайної, має і значно більш високий тиск на оброблювані поверхні, а її робочий діаметр виходить, навпаки, значно меншим.

Крім цього, форма плазмової дуги є повністю циліндричної. Слід зазначити і те, що даний вид зварювання є більш універсальним, що дозволяє виробляти роботу на більш складних поверхнях.

За рахунок прямої дії плазмового зварювання вдається домогтися більш глибокого проплавлення металу. При дотриманні певних умов може виконуватися плазмова зварювання своїми руками.

В цьому випадку необхідно відзначити те, що ціна на такий апарат досить висока, а для багатьох домашніх майстрів саме ціна є визначальним фактором при виборі обладнання.

На відео нижче можна побачити, як виконується зварювання та різання плазмою в домашніх умовах.

Основні різновиди

Умовно дану зварювання прямої дії можна поділити на різні типи залежно від сили струму і способу подачі повітряно-газової суміші.

Так, сьогодні доступні апарати з великими і середніми струмами, а також мікроплазменні апарати. Зварювання та різання, що виконуються на середніх токах, за деякими своїми характеристиками схожі з аргоновой, однак більш безпечна і потужна.

За своїми можливостями таке зварювання плазмою може тільки перевершити лазерна або зварювання електронним променем.

У момент виконання роботи плазмова дуга надає більш високий тиск на зварювальну ванну, ніж звичайна.

Це дає можливість в кілька разів збільшити передачу тепла безпосередньо в саму глиб оброблюваної металевої поверхні.

Слід зазначити, що при роботі на середніх токах немає необхідності додатково використовувати присадні дріт, що трохи знижує витрати на виконання відповідних робіт.

При виконанні робіт на великих токах, металеві поверхні піддаються ще більш потужного впливу плазми. В цьому випадку для початку відбувається своєрідна розрізання металу, після чого вона заварюється з ще більшою міцністю.

Даний тип зварювання особливо актуальний для виробів з міді, титану, або легованих сталей.

При виконанні даного типу зварювання мікрострумами, використовуються струми з відносно малою величиною, при цьому обов'язково наявність повітряно-газової суміші з достатнім рівнем іонізації.

Даний тип зварювання використовується переважно тоді, коли необхідно зробити з'єднання тонких металів, а також при необхідності закріпити на металевій поверхні деяких елементів.

Суть даного процесу полягає в тому, що для початку утворюється чергова дуга, яка запалює основну в той момент, коли до робочої поверхні підводиться безпосередньо сам плазмотрон.

Плазмотрон має два незалежних сопла. Одне з них призначено для подачі газу, що утворює саме полум'я, а інше подає повітряно-газову захисну суміш.

При цьому в процесі роботи відбувається безперервне охолодження пальника за рахунок подачі води.

Склад використовуваних газових сумішей при даному типі зварюванні залежить, головним чином, від типу металу, який потрібно з'єднати між собою.

Устаткування, призначене для зварювання плазмою, може функціонувати за своїм прямим призначенням в декількох різних режимах.

Зварювання алюмінію пов'язана з деякими труднощами. Сплави алюмінію володіють незадовільною свариваемостью.

Вирішити багато проблем зварюваності сплавів з алюмінію допоможе зварювання та різання плазмою. Дія плазми постійного струму зворотної полярності підвищує якість зварних швів сплавів з алюмінію.

Вибір технології плазмового зварювання і різання алюмінію та режиму визначається складом сплаву з алюмінію.

Найбільш часто застосовується автоматичне зварювання алюмінію плазмою з подачею присадного дроту.

На відео, яке розміщене нижче, показано, як виконується зварювання алюмінію плазмою.

Склад обладнання

Будь-яке сучасне обладнання даного типу можна віднести до двох різних типів. Основна відмінність тут полягає в характеристиках вироблюваної дуги.

У будь-якому випадку, дуга повинна обов'язково забезпечувати не тільки високий ККД самого процесу, а й щодо мала ділянка температурного дії на робочі поверхні оброблюваних матеріалів.

Використовуване устаткування повинно повністю відповідати нормам безпеки і забезпечувати порівняно невелика витрата використовуваних в процесі роботи захисних газів.

Також зварювання даного типу повинна мати можливість здійснювати з'єднання тонколистових сталевих поверхонь з різними неметалами.

Крім цього, на оброблюваних поверхнях можуть залишатися тільки несуттєві деформації.

Багато в чому характеристики таких установок визначає ціна, і чим вона вища, тим більше функціональних можливостей має такий апарат.

На відео, яке розміщене нижче, докладно показаний процес виконання плазмового зварювання.

Коли ви вибираєте апарат даного типу, в першу чергу необхідно керуватися тим, які саме поверхні планується обробляти з його допомогою.

Слід зазначити і те, що дане обладнання випускається як в ручному варіанті, так і в автоматичному.

У пристроях даного типу основним живильним елементом є спеціальний інвертор, який забезпечує подачу струму з певними параметрами.

При використанні пристроїв даного типу, можна не тільки підвищити загальну швидкість виконання відповідної роботи, а й значно знизити кількість відходів.

Для роботи самого звичайного плазмового апарату необхідно тільки електрику, а також струмінь повітря певного тиску.

Також, якість шва багато в чому залежить і від використовуваного в процесі роботи плазмотрона, який є, по суті, основним робочим інструментом.

Більш докладно про те, як працює плазмовий апарат, розказано на відео в нашій статті.

З кожним роком темпи розвитку промисловості збільшуються. Це призводить до впровадження нових технологій та способів виготовлення тих чи інших виробів. При цьому нововведення повинні бути не тільки ефективніше морально застарілих методів, але і не поступатися по економічній доцільності і безпеки роботи. Давайте поговоримо про те, що таке зварювання плазмова. З'явилася вона відносно недавно, але вже дуже активно застосовується в багатьох

Про плазмовому зварюванні

Такий метод з'єднання використовується для металевих труб, нержавіючої сталі і деяких інших матеріалів. Суть методу полягає в локальному плавленні при направленні плазмового потоку на потрібну ділянку. Плазма ж являє собою іонізований потік газу, який містить безліч заряджених частинок, активно проводять електричний струм. При нагріванні відбувається іонізація газу, що досягається при використанні високошвидкісної дуги, що виходить безпосередньо з плазмотрона. Природно, що з підвищенням температури газу збільшується ступінь іонізації. Температурна амлітуда дуги - не менше 5 і не вище 30 тисяч градусів за Цельсієм. Звичайно, сьогодні зварювання плазмова використовується повсюдно, але обладнання, зокрема плазмотрон, дуже дороге. Таким способом можна з'єднувати деталі без оброблення крайок, що дуже зручно.

Принцип роботи

Сварка плазмова можлива тільки в тому випадку, якщо зі звичайної дуги вдасться отримати плазмову. Досягається це зазвичай стисненням і за допомогою системи примусової подачі спеціального газу в дугу. Як плазмообразующего газу використовується аргон з невеликою кількістю гелію або ж водню. Вкрай важливо створити захисну оболонку навколо електрода, для цих цілей краще всього підходить все той же аргон. До речі, електроди виконуються з вольфраму, активованого торием або иттрием. Варто зазначити, що стінки плазмотрона сильно нагріваються через високого тиску, тому їх потрібно постійно охолоджувати. З усього вищесказаного можна зробити висновок, що зварювання плазмова примітна високою температурою в поєднанні з невеликим діаметром дуги. Останній параметр дозволяє збільшити тиск на метал в кілька разів. Крім того, процес підтримується при невеликому струмі в 0,2-3,0 Ампер.

Шукати в цьому блозі

Дистанційне навчання