Как работает плазменная сварка: Принцип работы плазменной сварки

Содержание

Технология плазменной сварки

Что такое плазма? Это ионизированный газ (полностью или частично), в котором присутствуют как нейтральные атомы, так и заряженные электричеством. Если говорить именно о таком состоянии плазмы, то и электрическую сварочную дугу можно считать таковой. Но на практике дугу плазмой не называют, потому что ее температурный предел – это 5000-7000С, у плазмы для сварки металлов он доходит до 30000С. Поэтому плазменная резка – это высокая температура с большим запасом энергии.

Чтобы из обычной сварочной дуги сделать плазму, необходимо ее сжать и подавать на дугу газ, который под действием температуры и станет ионизироваться. Сжатие производится за счет того, что дугу загоняют в специальный прибор с узким проходом, стенки прибора при этом охлаждаются. Кстати, такой прибор называется плазмотроном. При сжатии дуги происходит ее сужение, за счет чего повышается плотность и мощность, то есть, увеличивается количество энергии на единицу свариваемой площади.

В процессе сжатия дуги в плазмотрон подается газ, из которого затем и образуется сама плазма. При нагреве газ увеличивается почти в 100 раз. Узкое сопло плазмотрона и большой объем газа создают условия, при которых ионизированный газ вылетает наружу с огромной скоростью. То есть, получается, что к тепловой энергии электрической дуги прибавляется и кинетическая энергия движущегося ионизированного газа. Отсюда и высокая мощность плазменной энергии.

Итак, сущность плазменной энергии теперь понятна. Она отличается от дуговой:

  • значительной температурой;
  • уменьшенным в несколько раз диаметром сварочной дуги;
  • форма плазменной дуги цилиндрическая, у электрической дуги она коническая;
  • давление при сварке на металл в 8-10 раз выше;
  • при этом можно такую дугу поддерживать на не очень больших значениях тока – 0,2-30 ампер.

Учитывая это, можно сказать, что плазменная дуга более универсальное средство для нагрева металлических заготовок. С ее помощью производится более глубокий прогрев металла, но при этом область нагрева сильно уменьшается. Все дело в цилиндрической форме дуги, которая имеет одинаковые размеры и мощность на протяжении всей ее длины, что позволяет варить заготовки без учета длины самой дуги. А это очень важно, когда производится плазменная сварка в труднодоступных местах.

Технология плазменной сварки

Плазменную сварку металла можно проводить двумя технологическими схемами.

  1. Дуга располагается между заготовкой и неплавящимся электродом.
  2. Дуга находится внутри плазмотрона в сопле и выдувается оттуда струей плазмы.

Чаще всего для сварки металлов используется схема под номером один. Что касается газа, то обычно для этого используется аргон. В качестве электрода – стержень из вольфрама, реже меди.

Существует несколько параметров, которые делят плазменную сварку на группы. К примеру, по мощности.

  • Низкая – 0,2-25 ампер.
  • Средняя – 50-150 ампер.
  • Высокая – больше 150 ампер.

Первая группа – самая распространенная. Это энергоемкая технология, в которой можно использовать электроды диаметром 1-2 мм. При этом сварочная дуга будет гореть даже при очень незначительных показателях силы тока – 0,2 ампера.

Как работает аппарат плазменной сварки при таких режимах?

  • С помощью источника питания (малоамперного) зажигается дежурная дуга, которая горит между неплавящимся электродом и соплом плазмотрона, сопло изготавливается из меди. При этом данная деталь охлаждается водой, чтобы не расплавиться.
  • Как только плазмотрон подносится к металлической заготовке, зажигается основная сварочная дуга.
  • В сопло плазмотрона подается газ, из которого будет образована плазма.
  • Внутри плазмотрона есть два сопла: медный – он же внутренний, керамический – он же внешний. Между ними есть пространство, по которому движется защитный газ. С его помощью закрывается зона сварки от негативного воздействия кислорода и влажности.

Необходимо отметить, что напрямую электрод от источника электрической энергии не зажигается. Между ними устанавливается специальный прибор, который называется осциллятором. Он стабилизирует сварочную дугу и при этом дает возможность зажечь ее без соприкосновения электрода с металлом.

Плазменная сварка металлических заготовок со средней величиной тока очень похожа на процесс соединения по технологии аргонодуговой. Но высокая мощность, плюс небольшая площадь нагрева делает ее более эффективной. Если говорить о том, в каком диапазоне находится этот вид плазменной сварки, то можно поставить ее между обычной электродуговой и лазерной.

Что касается эффективности, то необходимо отметить:

  • глубокий провар при небольшой ширине сварочного шва;
  • большое давление на сварочную ванну, что обеспечивает уменьшение слоя расплавленного металла под дугой, а это увеличивает теплоотдачу вглубь заготовки;
  • процесс сваривания может проводиться без присадочной проволоки или с таковой.

Плазменная сварка при больших значениях тока – это огромное воздействие на сам металл. К примеру, данный режим сварки при плазме производится с использованием тока величиною 150 А, точно такие же показатели даст обычная электродуговая сварка при потреблении тока не меньше 300 А. При этом плазма насквозь прожигает соединяемые металлические заготовки, после чего производится проплавление и сваривание на всю глубину. То есть, сначала происходит разрезание, далее заварка.

При таком прожоге нижний слой металла не выпадает из шва. Он удерживается в зоне силами поверхностного натяжения. Вот почему очень важно правильно соблюдать режим сваривания. Потому что, увеличивая ток, можно прожечь заготовки, не удержав нижний расплавленный слой металла.

Обычно высокими токами варят низкоуглеродистые или легированные стальные сплавы, титан, алюминий и медь. Важно правильно выставить режим сварки, и, конечно, обеспечить режим охлаждения сопла. Небольшое нарушение может привести к значительному снижению качества конечного результата.

Особенности сварочных аппаратов

Плазменный сварочный аппарат, в независимости от его стоимости, будет работать долго и эффективно, если позаботиться об охлаждении сопла. Самыми распространенными сегодня являются аппараты, охлаждение в которых производится водой. Есть агрегаты и со спиртовым охлаждением.

Здесь необходимо правильно настроить подачу воды в сопло, потому что чрезмерное ее поступление создаст большое количество пара, а это причина увеличения разбрызгивания металла. Новичкам рекомендуется для этого выбирать сварочный аппарат, у которых отверстие сопла больше, чем обычно. Это снизит выделение пара, плюс увеличит захват плазменной дугой участков двух заготовок.

Что касается используемых материалов в процессе плазменной сварки, то сегодня аргон часто заменяется техническими газами: водородом, кислородом, азотом и даже сжатым воздухом, что снижает финансовые затраты. Вместо вольфрама для электродов используют стержни из циркония или гафния, что позволяет сегодня вести сварку в окислительных средах.

Чтобы обеспечить качество сварочного шва, необходимо сохранить мощность свариваемой дуги и уменьшить при этом ее давление на расплавленный металл, чтобы последний не выдувался из зоны сварки. Это напрямую влияет на формирование шва. Поэтому очень важно найти рациональное соотношение многих параметров сварочного режима: расход плазмы, силы тока, длина электрической дуги. К примеру, чтобы сварить две заготовки из алюминия или нержавейки толщиною 10 мм, необходимо увеличить диаметр канала, по которому движется плазма наружу, что приводит к снижению обжатия дуги.

Но самое большое достижение – это разработка микроплазменной сварки, которую впервые провели инженеры компании «Сешерон» из Швейцарии. Плазменная сварка этого типа дает возможность соединять между собой очень тонкие листы: 0,025-0,8 мм, изготовленные из различных металлов. Этот способ сваривания сегодня активно применяется в самолетостроении, электронной, медицинской, атомной и других областях промышленности.

Наверное, надо будет сказать, что процесс плазменной сварки (видео расположено ниже) в ближайшие несколько десятков лет будет активно применяться для соединения тонких металлических заготовок. А в некоторых случаях это будет единственный вариант. Так что есть смысл к нему присмотреться более внимательно.

Поделись с друзьями

2

0

0

0

схема, принцип работы, преимущества и отличия от других видов сварки

Плазменная сварка (PAW - Plasma Arc Welding) – это сварка плавлением металла, нагрев которого проводится направленным потоком сжатого ионизированного газа (плазмы).

Данная технология известна еще с советских времен - 80-х годов прошлого столетия, существенное развитие получила на Западе и за время своего существования претерпела множество изменений в лучшую сторону.

Так, например, источники стали производить инверторными, программируемыми, плазматроны заметно уменьшились в габаритах, технологические возможности расширились, сильный шум, который присутствовал раньше при сварке, отсутствует.

Промышленный источник плазменной сварки состоит из двух инверторов – вспомогательного и основного. Именно это является в том числе причиной, почему плазменные источники дороже аргонодуговых. НО при этом они имеют

большие преимущества по сравнению с TIG сваркой.


Схема классического промышленного аппарата плазменной сварки

Вспомогательный инвертор зажигает дугу между вольфрамовым электродом и соплом, которая затем выдувается, и в работу включается основной инвертор, который уже обеспечивает поддержание и регулировку сварочного процесса. Именно благодаря наличию малоамперной 3-15 А вспомогательной дуги поджиг осуществляется на плазме всегда стабильно в отличие от аргонодуговой TIG сварки. Особенно это заметно при сварке алюминия и при сварке/пайке оцинкованных сталей, где при ТИГ сварке электрод разрушается и загрязняется, а при плазме стойкость электрода в 30-40 раз выше, т.к. электрод «спрятан» за плазменным соплом и помимо этого обдувается сжатым газом аргоном.

Благодаря наличию плазменного сопла и подачи сжатого газа аргона, сварочная дуга сжимается, становится узконаправленной, а не свободно горящей как при ТИГ, поэтому иногда плазменную сварку называют «аргонодуговая сварка сжатой дугой». Из-за того, что дуга при TIG сварке является свободной, при ТИГе существуют проблемы, когда при нахлесточном шве дуга переходит на верхнюю кромку, то же происходит и при стыковой сварке, когда один лист в зажатом состоянии выше другого, в этом случае - прожог или непровар. При плазме прожога или непровара не происходит из-за сжатой дуги.

По сути дела, говоря простым языком, плазменная сварка – это доработанная аргонодуговая сварка.

По качеству плазменная сварка по праву занимает положение между аргонодуговой и лазерной сваркой. 

Отличия от других видов сварки

Главные отличия плазменной сварки от аргонодуговой и полуавтоматической МИГ/МАГ наглядно показаны на рисунке. Применение плазменной сварки помогает решить такие вопросы как образование брызг и пор, непровар и большой расход сварочной проволоки, повреждение электрода и коробление изделия.

Виды плазменной сварки

Свариваемые материалы

- нержавеющие стали
- низкоуглеродистые стали
- оцинкованные стали
- титан
- медь, бронза, латунь
- сплавы алюминия (для источника PMI 350AC)
- для оцинкованных сталей также возможен процесс плазма-пайки

Преимущества технологии плазменной сварки

  • повышение производительности процессов сварки в 2-3 раза, 
    cкорость сварки до 4 м/мин;
  • повышение качества сварочных швов, швы более узкие, можно варить с усилением и без;
  • отсутствие брызг в отличие от полуавтоматической МИГ/МАГ сварки и большая экономия на сварочной проволоке, т.к. варим без разделки и ток и скорость подачи проволоки при плазме – независимы;
  • малая зона термического влияния, благодаря механическому сжатию плазменным соплом, вследствие этого незначительный нагрев основного металла и минимизация коробления после и во время сварки;
  • глубокое проплавление в стыковом соединении, сварка проникающей дугой без разделки до 8 мм. По сравнению с МИГ и ТИГ плазменная сварка не имеет конкурентов по качеству и производительности на диапазоне толщин от 3 до 8 мм;
  • гладкая поверхность швов, не требующая дополнительной обработки;
  • высокая надёжность зажигания основной дуги благодаря наличию вспомогательной;
  • отсутствие включений вольфрама в сварном соединении;
  • высокая стойкость расходных материалов.

 

Более подробно о применении и преимуществах плазменной шовной и плазменной точечной сварки можно прочитать в статьях:

«Плазменная шовная сварка: особенности и преимущества шовной плазменной сварки при сварке различных материалов»

«Плазменная точечная сварка: особенности, преимущества и применение»

Плазменная сварка принцип работы

Плазменная сварка, принцип работы которой описан ниже, применяется для сваривания металлов любой температуры плавления, хотя рекомендовано использовать технологию для работы с тугоплавкими сплавами. Один и тот же аппарат успешно справляется как со свариванием, так и с резкой, поэтому это достаточно универсальный инструмент и технология, благодаря чему она и получила широкое распространения в промышленности и бытовых условиях.

Принцип работы плазменной сварки основан на локальном разогреве металла потоком плазмы, которая генерируется в плазмотроне. Плазма представляет собой ионизированный газ, который под давлением выбрасывается через сопло плазмотрона. В этом газе содержаться заряженные частицы, которые отличаются способностью проводить электрический ток. Процесс ионизации газа производится непосредственно в плазмотроне под воздействием сжатой электрической дуги высокой мощности.

Температура генерируемой плазмы находится в пределах от 5 000 — 30 000 градусов по шкале Цельсия, чего достаточно, чтобы расплавить любой тугоплавкий металл. Важно отметить, что на «выходе», обычный, бытовой плазменный аппарат способен выдать до 7 000 градусов Цельсия. При соблюдении ряда технологических требований и создании должных условий, с помощью плазмы возможно сваривание металлических и не металлических деталей.

На чем работает сварка этого типа?

Не смотря на внушительные характеристики, приведенные выше, плазменная сварка, принцип работы которой не сложен, достаточно проста в устройстве и обслуживании. Как упоминалось выше, в этой технологии применяется направленная плазменная дуга, генерируемая подаваемым электрическим током требуемой сил (А). В свою очередь плазменная дуга образуется из так называемой «дежурной» (обычной). Основными характеристиками установки является следующие три качества:

  • Минимальный диаметр плазменной струи;
  • Высокая мощность;
  • Высокие рабочие температуры.

Перечисленные характеристики вносят свои корректировки и в саму конструкцию, что вполне логично (можно читать и наоборот). Для достижения описанных выше характеристик, обязательным образом выполняются следующие условия:

  • Интенсивное охлаждение стенок плазмотрона производится непрерывно;
  • Используется не плавящийся вольфрамовый электрод, производимый с присадками тория;
  • Обязательно организуется защита электрода путем подачи инертного газа (аргона).

 

Плазменная сварка принцип работы или как с ней работать?

Плазменная сварка принцип работы которой заключается в следующих действиях, имеет высокую производительность и качество сварных соединений. Итак, вот основополагающие принципы сваривания металлов плазменной сваркой:

  • сварочный аппарат передает ток в плазмотрон, где возбуждается дуга. Затем подводится газ, образующий плазму. Газ нагревается дугой и ионизируется. Этот газ состоит из заряженных ионов и электронов, а также нейтральных молекул и атомов;
  • получается плазма, которая вырывается из горелки со скоростью более 2000 км/ч. Она имеет температуру 100000 С;
  • сжатие плазменной дуги происходит устройством плазмотрона, которое охлаждается водой;
  • после этого необходимо взять присадочную проволоку, одеть средства защиты и подвести сопло горелки к стыку детали на расстоянии 5 мм. Горелку держать под углом 70<sup>0</sup>;
  • поверхность нагревать до расплавления на стыке и образования сварной ванны. Для качественной сварки необходимо поддерживать одно расстояние между соплом и стыком детали. Выбрать скорость перемещения горелки такой, при которой не будет происходить выдувания металла. При необходимости используется присадочная проволока.

Такая технология плазменной сварки металла позволяет качественно производить соединение деталей с наименьшими затратами времени, энергии и ресурсов. Процесс практически аналогичен и для использования этой технологии как на производстве, так и в бытовых условиях.

ПЛАЗМЕННАЯ СВАРКА [видео, состав оборудования, технология]

Сегодня все большую актуальность приобретает [плазменная сварка], которая позволяет производить работу со многими современными сплавами, в том числе и с цветными металлами, а также с нержавейкой.

Сварка плазмой обеспечивает максимально прочное сцепление обрабатываемых поверхностей, притом, что качество и плотность шва получаются на высоком уровне.

Сварка плазменной дугой и резка выполняются на специальном оборудовании, эксплуатация которого возможна и в домашних условиях, правда его цена достаточно высокая.

За счет прямого действия на обрабатываемые сварочные поверхности воздушно-газовой смесью, которая используется при плазменной сварке, удается избежать разбрызгивания расплавленного металла.

В настоящее время плазменная сварка и резка используются на многих промышленных объектах и позволяет выполнять качественное соединение металлических поверхностей практически любой сложности.

Сварочные аппараты для данного вида сварки представляют собой достаточно компактные устройства, которые дополнительно оснащаются системой для подачи воздушно-газовой смеси.

Плазменная сварка и резка имеет достаточно простой принцип работы, который заключается в том, что расплавление металла в заданном месте происходит от прямого действия потока плазмы в воздушно-газовой защитной смеси.

Принцип работы, который производит аппарат сварки плазмой можно увидеть на видео, которое размещено ниже в статье.

Особенности работы

Плазменная сварка и резка в чем-то схожа с аргоновой, при этом при помощи нее посредством прямого действия осуществляется расплавление металлических поверхностей в заданном месте.

В процессе работы используется воздушно-газовая смесь, которая исполняет роль своеобразной защиты сварочной ванны от агрессивного атмосферного действия.

Вообще, непосредственно под плазмой принято понимать ионизированный газ, структуру которого составляют сильно заряженные ионы и электроны, кроме этого, в процессе участвуют и нейтральные молекулы атомов.

В некотором смысле к плазме можно отнести и стандартную дугу, однако она не может сравниться с тем потенциалом, которым обладает сама плазма.

Для того чтобы увеличить, как мощность, так и температуру обыкновенной дуги, необходимо произвести в принудительном порядке вдувание в нее специального плазмообразующего газа, либо выполнить ее сжатие, что сделать не так просто.

Все эти процессы происходят в плазмотроне, который исполняет роль резака.

Главной отличительной особенностью плазменной сварки является достаточно высокая температура плазменной дуги, которая может достигать показателей в тридцать тысяч градусов по Цельсию.

В момент прямого действия плазменной дуги особым образом осуществляется подача воздушно-газовой смеси, что дает оптимальную возможность добиться высокоскоростного течения дуги непосредственно из самого плазмотрона.

Здесь следует отметить, что при выполнении данной сварки происходит соединение тепловой и кинетической энергии, вследствие чего образуется дуга с более мощным потоком.

Плазменная дуга, в отличие от обычной, имеет и значительно более высокое давление на обрабатываемые поверхности, а ее рабочий диаметр получается, наоборот, значительно меньшим.

Кроме этого, форма плазменной дуги является полностью цилиндрической. Следует отметить и то, что данный вид сварки является более универсальным, что позволяет производить работу на более сложных поверхностях.

За счет прямого действия плазменной сварки удается добиться более глубокого проплавления металла. При соблюдении определенных условий может выполняться плазменная сварка своими руками.

В этом случае необходимо отметить то, что цена на такой аппарат достаточно высокая, а для многих домашних мастеров именно цена является определяющим фактором при выборе оборудования.

На видео ниже можно увидеть, как выполняется сварка и резка плазмой в домашних условиях.

Видео:

Основные разновидности

Условно данную сварку прямого действия можно поделить на различные типы в зависимости от силы тока и способа подачи воздушно-газовой смеси.

Так, сегодня доступны аппараты с большими и средними токами, а также микроплазменные аппараты. Сварка и резка, выполняемые на средних токах, по некоторым своим характеристикам схожи с аргоновой, однако более безопасная и мощная.

По своим возможностям такое сваривание плазмой может только превзойти лазерная или сварка электронным лучом.

В момент выполнения работы плазменная дуга оказывает более высокое давление на сварочную ванну, чем обыкновенная.

Это дает возможность в несколько раз увеличить передачу тепла непосредственно в самую глубь обрабатываемой металлической поверхности.

Следует отметить, что при работе на средних токах нет необходимости дополнительно использовать присадочную проволоку, что несколько снижает затраты на выполнение соответствующих работ.

При выполнении работ на больших токах, металлические поверхности подвергаются еще более мощному воздействию плазмы. В этом случае для начала происходит своеобразная разрезка металла, после чего она заваривается с еще большей прочностью.

Данный тип сварки особенно актуален для изделий из меди, титана, либо легированных сталей.

При выполнении данного типа сварки микротоками, используются токи с относительно малой величиной, при этом обязательно наличие воздушно-газовой смеси с достаточным уровнем ионизации.

Данный тип сварки используется преимущественно тогда, когда необходимо произвести соединение тонких металлов, а также при необходимости закрепить на металлической поверхности некоторых элементов.

Суть данного процесса заключается в том, что для начала образуется дежурная дуга, которая зажигает основную в тот момент, когда к рабочей поверхности подводится непосредственно сам плазмотрон.

Плазмотрон имеет два независимых сопла. Одно из них предназначено для подачи газа, образующего само пламя, а другое подает воздушно-газовую защитную смесь.

При этом в процессе работы происходит непрерывное охлаждение горелки за счет подачи воды.

Состав используемых газовых смесей при данном типе сварке зависит, главным образом, от типа металла, который нужно соединить между собой.

Оборудование, предназначенное для сварки плазмой, может функционировать по своему прямому назначению в нескольких различных режимах.

Сварка алюминия сопряжена с некоторыми трудностями. Сплавы алюминия обладают неудовлетворительной свариваемостью.

Решить многие проблемы свариваемости сплавов из алюминия поможет сварка и резка плазмой. Действие плазмы постоянного тока обратной полярности повышает качество сварных швов сплавов из алюминия.

Выбор технологии плазменной сварки и резки алюминия и режима определяется составом сплава из алюминия.

Наиболее часто применяется автоматическая сварка алюминия плазмой с подачей присадочной проволоки.

На видео, которое размещено ниже, показано, как выполняется сварка алюминия плазмой.

Видео:

Состав оборудования

Любое современное оборудование данного типа можно отнести к двум различным типам. Основное различие здесь заключается в характеристиках вырабатываемой дуги.

В любом случае, дуга должна обязательно обеспечивать не только высокий КПД самого процесса, но и относительно малый участок температурного действия на рабочие поверхности обрабатываемых материалов.

Используемое оборудование должно полностью соответствовать нормам безопасности и обеспечивать сравнительно небольшой расход используемых в процессе работы защитных газов.

Также сварка данного типа должна иметь возможность осуществлять соединение тонколистовых стальных поверхностей с различными неметаллами.

Кроме этого, на обрабатываемых поверхностях могут оставаться только несущественные деформации.

Во многом характеристики таких установок определяет цена, и чем она выше, тем больше функциональных возможностей имеет такой аппарат.

На видео, которое размещено ниже, подробно показан процесс выполнения плазменной сварки.

Когда вы выбираете аппарат данного типа, в первую очередь необходимо руководствоваться тем, какие именно поверхности планируется обрабатывать с его помощью.

Следует отметить и то, что данное оборудование выпускается как в ручном варианте, так и в автоматическом.

В устройствах данного типа основным питающим элементом является специальный инвертор, который обеспечивает подачу тока с определенными параметрами.

При использовании устройств данного типа, можно не только повысить общую скорость выполнения соответствующей работы, но и значительно снизить количество отходов.

Видео:

Для работы самого обыкновенного плазменного аппарата необходимо только лишь электричество, а также струя воздуха определенного давления.

Также, качество шва во многом зависит и от используемого в процессе работы плазмотрона, который является, по сути, основным рабочим инструментом.

Более подробно о том, как работает плазменный аппарат, рассказано на видео в нашей статье.


Плазменная сварка своми руками | Строительный портал

Промышленность на сегодняшний день развивается быстрыми темпами. Возникают каждый год новые методики сварок, которые при современном частном строительстве начинают пользоваться популярностью. Данные способы зачастую облегчают работу, но не теряют по сравнению с раньше придуманными методами, своей безопасности и функциональности. Одним из них является плазменная сварка и плавление деталей.

Содержание:

  1. Сущность плазменной сварки
  2. Принцип работы
  3. Преимущества плазменной сварки
  4. Виды плазменной сварки
  5. Плазменный сварочный аппарат
  6. Плазменная сварка своими руками

 

Сущность плазменной сварки

Плазменную сварку используют для пайки «нержавейки», стальных труб и других металлов. Плазменная сварка представляет собой процесс, при котором совершается локальное расплавление металла с помощью плазменного потока. Плазмой называют ионизированный газ, содержащий заряженные частицы, которые могут проводить ток.

Газ ионизируется при нагреве высокоскоростной сжатой дугой, которая вытекает из плазмотрона. Чем выше температуру имеет газ, тем уровень ионизации будет выше. Температура дуги может достигать 5000-30000 градусов Цельсия. Технология плазменной сварки похожа на процедуру аргонной сварки. Однако обычную сварочную дугу нельзя отнести к плазменной, потому что её рабочая температура намного ниже – до 5 тысяч градусов.

Из всех разновидностей воздействия на металлы наиболее распространенной считается именно плазменная сварка, потому что начали применяться в современной тяжёлой промышленности нержавеющие стали, цветной металл, специальные сплавы и некоторые сплавы цветных металлов, а для данных материалов газовая и прочие обработки считаются малоэффективными.

Плазменной дугой называют более концентрированный источник нагрева, который без разделки кромок позволяет сваривать большие толстые металлы. Из-за собственной цилиндрической формы и возможностей значительного увеличения длины подобная дуга позволяет проводить плазменную сварку своими руками в труднодоступных местах и при изменениях расстояния от изделия до сопла горелки.

Принцип работы

Для превращения обычной дуги в плазменную, для повышения мощности и температуры обычной дуги принято использовать два процесса: сжатие и процедуру принудительного вдувания в дугу плазмообразующего газа. В процессе в качестве плазмообразующего газа принято использовать аргон, иногда с добавкой водорода или гелия. Как защитный газ также необходимо использовать аргон. Материалом электрода является вольфрам, активированный торием, иттрием и лантаном, а также медь и гафний.

Сжатие дуги осуществляют за счет расположения ее в специальном плазмотроне, стенки которого в интенсивном порядке охлаждаются водой. Поперечное сжатие дуги в результате сжатия снижается и в итоге возрастает ее мощность – энергия, приходящаяся на единицу площади.

В область плазменной дуги одновременно со сжатием вдувается плазмообразующий газ, нагреваемый дугой, ионизируется и повышается из-за теплового расширения в объеме в сто раз. Кинетическая энергия ионизированных частиц, что содержаться в плазмообразующем газе, дополняет тепловую энергию, которая выделяется в дуге в результате совершающихся электрических процессов. Поэтому плазменные дуги и называют более мощными источниками энергии, чем обычные.

Кроме высокой температуры, основными чертами, которые отличают плазменную от обычной дуги, являются: меньший диаметр дуги, давление на металл дуги больше в шесть-десять раз, чем у обычной, цилиндрическая форма дуги наряду с обычной конической, возможность поддерживания дуги на малых токах – порядка 0,2–30 Ампер.

Возможны две схемы плазменной сварки: сварка плазменной дугой, в рамках которой дуга горит между изделием и электродом, и струей плазмы, когда горит дуга между соплом плазмотрона и электродом и выдувается потоками газа. Наиболее распространенной является первая схема.

Преимущества плазменной сварки

Выделяют следующие преимущества плазменной сварки и плавления металлов по сравнению с классическими способами:

  • Можно использовать плазменный сварочный аппарат в работе почти со всеми металлами – чугун, сталь, алюминий с его сплавами, медь с её сплавами.
  • Скорость резки металла, который имеет толщину 50 - 200 миллиметров, выше в 2-3 раза, чем при проведении газовой сварки.
  • Нет необходимости в использовании ацетилена, аргона, кислорода или пропан-бутана, что существенно уменьшает цену работы плазменным аппаратом.
  • Точность швов при плавлении и сварке, а также качество процедур практически исключают будущую обработку кромок.
  • Металл при сварке не деформируется, даже если нужно вырезать сложную конфигурацию или форму. Технология плазменной сварки позволяет проводить процедуру резки по неподготовленной поверхности – окрашенной или ржавой. При резке крашеной конструкции не возгорается краска в области работы дуги.
  • Безопасное совершение работ, потому что при использовании плазменного резака не применяются баллоны с газом. Данный фактор отвечает за экологичность подобной работы.

Виды плазменной сварки

Плазменная сварка своими силами в настоящее время считается достаточно распространенным процессом, популярность которого является вполне очевидной. Зависимо от силы тока выделяют три разновидности плазменной сварки: микроплазменная, на средних и больших токах. Выбрав определенный вид, вы узнаете, сколько стоит плазменная сварка собственными силами.

Микроплазменная сварка

Самой распространенной считается микроплазменная сварка. Благодаря высокому уровню ионизации газа в специальном плазмотроне и использованию вольфрамовых электродов, которые имеют диаметр 1–2 миллиметра, плазменная дуга способна гореть при чрезмерно малом токе, начиная с показателя 0,1 Ампер.

Специальные малоамперные источники питания постоянного тока предназначены, чтобы получить дежурную дугу, которая непрерывно горит между медным водоохлаждаемым соплом и электродом. При подведении к изделиям плазмотрона зажигается основная дуга, питаемая от источника. Подается плазмообразующий газ через сопло плазмотрона, которое имеет диаметр около 0,5–1,5 миллиметров.

Микроплазменная сварка - весьма эффективный способ сплавления изделий, которые имеют малую толщину - до 1,5 миллиметра. Диаметр плазменной дуги достигает 2 миллиметров, что позволяет теплоту сконцентрировать на ограниченном участке изделий и нагревать области сварки без повреждения соседнего участка. Подобная дуга позволяет избежать прожогов, которые характерны для обыкновенной аргонодуговой сварки тонких металлов.

Основным газом, который используется в качестве защитного и плазмообразующего, выступает аргон. Зависимо от свариваемого металла добавляются к нему различные добавки, которые увеличивают эффективность процедуры плазменной сварки металла. При сварке стали целесообразна добавка к защитному аргону 8–10% водорода для увеличения тепловой эффективности плазменной дуги. При сварке низкоуглеродистой стали к аргону можно добавлять углекислый газ, при сварке титана – гелий.

Установки для процесса микроплазменной сварки позволяют совершать сварку в разных режимах: импульсной или непрерывный прямой полярности, разнополярными импульсами, непрерывный обратной полярности. Микроплазменную сварку успешно применяют при производстве тонкостенной емкости или трубы, приварке сильфонов и мембран к габаритным деталям, изготовлении ювелирных изделий и соединении фольги.

Сварка на среднем токе

Процесс сварки на средних токах 50–150 Ампер много общего имеет с процедурой аргонодуговой сварки электродом из вольфрама. Однако она считается более эффективной из-за ограниченной площади нагрева и высокой мощности дуги. Плазменная дуга по энергетическим характеристикам занимает между обыкновенной дугой и лазерным или электронным лучом промежуточное положение.

Плазменная сварка на среднем токе гарантирует более глубокое проплавление, по сравнению с традиционной дугой, при меньшей ширине швов. Кроме энергетической характеристики, это объясняется и высоким уровнем давления дуги на сварочные ванны, в результате чего уменьшается под дугой толщина прослоек жидкого металла и улучшаются условия передачи теплоты вглубь основного металла. Принцип работы плазменной сварки позволяет осуществлять работу с использованием присадочной проволоки.

Сварка на большом токе

Сварка на токе более 150 Ампер оказывает на металл еще большее воздействие, так как плазменная дуга на токе 150 Ампер является эквивалентной дуге в 300 Ампер при сварке деталей неплавящимся электродом. Подобная плазменная сварка сопровождается абсолютным проплавлением с возникновением сквозного отверстия в ванне. Совершается как бы разрезание изделий с последующей заваркой.

С обратной стороны швов металл удерживается силой поверхностного натяжения. Диапазоны режимов являются весьма ограниченными, потому что при сварке возможно образование прожогов. Плазменная сварка нуждается в высокой культуре производства, соблюдении технологий заготовки и сборки, тщательном обеспечении условий охлаждения аппаратов плазменной сварки и требований их эксплуатации. Даже совершение небольших нарушений режима охлаждения плазмотрона из-за высокой температуры и небольшого диаметра сопла провоцируют его разрушение.

Плазменная сварка на большом токе используется при сплавлении легированных и низкоуглеродистых сталей, алюминиевых сплавов, меди, титана и прочих материалов. Эта процедура во многих случаях позволяет существенно уменьшить расходы, которые связаны с разделкой кромок, улучшить качество швов и увеличить производительность.

Плазменный сварочный аппарат

На данный момент для потребителей доступны несколько видов сварочных аппаратов. Первый из них – электросварка с применением сварочного трансформатора. Однако полагают, что этот метод уже себя изжил. Второй вид аппарата – сварочный инвертор, достаточно простой, надежный и распространённый прибор для электродуговой сварки. Третьим является продвинутый и самый технологичный аппарат плазменной резки.

Опытные специалисты и частные мастера стараются использовать только плазменный прибор для сварки и плавления металлов. Познакомиться с этой методикой можно, просмотрев видео о плазменной сварке и резке сплавов и металлов. Используя специальный плазменный сварочный аппарат в домашних условиях, вы отметите, что остается малое количество отходов и наблюдается высокая скорость работы.

Для работы плазменного сварочного аппарата необходимы только струя сжатого воздуха и электричество, а если применяется компрессор — исключительно электричество. Подобное оборудование при функционировании требует замены сопла плазмотрона и электрода, тогда как приборы для газокислородной обработки металлов необходимо периодически перезаправлять, используя переаттестованные газовые баллоны и присадки.

Плазменную дугу принято помещать в специальное устройство для плазменной сварки – плазмотрон. Поверхность плазмотрона интенсивно и беспрерывно охлаждается потоком воды. Сечение дуги после сжатия уменьшается, а количество энергии, которое тратится на единицу площади (мощность плазменного потока), - увеличивается.

Бывает плазменная струя двух типов – косвенного или прямого действия. Активные пятна цепи в первом случае располагаются на трубе и вольфрамовом электроде, во втором случае - могут размещаться на электроде из вольфрама, на внутренней и боковой поверхностях сопла. Плазмообразующие газы защищают металлические трубы от действия воздуха.

Работать с плазмофоном лучше в большом гараже или на улице, не зависимо от того, что плазменная сварка выступает одним из самых безопасных видов сварки. Единственным минусом этого метода является вес и стоимость плазменной сварки и оборудования.

Плазменная сварка своими руками

Технология плазменной сварки от других видов сварки существенно отличается. Для этого вам понадобится присадочная проволока, плазменный сварочный аппарат для работы и электроды.

Перед работой необходимо заточить электрод в форме конуса с углом порядка 28-30 градусов. Данная коническая часть электрода должна достигать 5-6 его диаметров. Острие конуса стоит притупить на 0,2-0,5 миллиметров. При установке электрода рекомендуется следить, чтобы совпадала ось его симметрии с осью симметрии плазмообразующих насадок.

Сварочный стык необходимо разделать аналогично аргонодуговой сварке. Края, кромки и торцы металла стоит зачистить с помощью стальной щетки на ширину 3 сантиметров. Если вы осуществляли резку металла плазмой, то следует зачистить поверхность реза на глубину не меньше 1 миллиметра. При наличии трещин на поверхности реза нужно зачистить его до удаления дефекта и обезжирить растворителем зачищенные участки.

В свариваемых листах металла не должны присутствовать зазоры величиной больше 1,5 миллиметров. По возможности нужно закрепить их сборочными приспособлениями и устройствами таким способом, чтобы полностью совпадали оси стыков. Покрытыми электродами проведите прихватку так, чтобы материал прихватки располагался заподлицо с главным металлом изделий. Если это нужно, зачистите участки прихватки. Качество прихваточных точек и основной сварочный шов должны быть одинаковыми.

Если вас интересует, как сделать плазменную сварку, то помните, что процедуру рекомендуется выполнять на постоянном токе. За 5-20 секунд до процесса возбуждения дуги необходимо подать в области сварки защитный газ. Выключать его можно через 10-15 секунд после процедуры обрыва сварочной дуги. Держите плазмотрон на расстоянии не больше 1 сантиметра от изделия. Не обрывайте по возможности дугу на протяжении всего процесса сварки. Если это все-таки случилось, стоит зачистить шов на расстоянии 15 миллиметров до точки обрыва. Продолжение создания сварочного шва также следует начать заранее.

При сварке не допускайте перегрева металла. Если материал все же нагрелся до температуры больше 100 градусов по Цельсию, нужно сделать перерыв или металл охладить сжатым воздухом. Чтобы достичь высокого качества сварных швов при методике сквозного проплавления перемещайте горелку равномерно и стабильно, как это делается в автомате.

Для создания швов правильной формы необходимо выполнять плазменную сварку с присадочным материалом, который имеет диаметр от 1,5 миллиметров и выше. Присадочной проволоке и горелке сообщайте определенные колебания, амплитудой 2-4 миллиметра. Контролируйте, чтобы из зоны защитного газа не выходил оплавляемый конец проволоки. Поэтому нельзя слишком резко подавать его в ванну для сварки. В конце шва рекомендуется заделать каплей расплавленного металла сварной картер, одновременно отведите или отключите дугу.

Плазменная сварка по своей сути является технологическим процессом, который основывается на выделении и применении плазмы. В ходе сварки в качестве основного источника используется газ, который с помощью воздействия высоких температур за небольшой промежуток времени способствует образованию плазмы. Цена плазменной сварки вас приятно порадует. К тому же процедура является безопасной для жизни человека, потому что не используются в процессе опасные кислородные баллоны, а сжатый воздух.
 

Плазменная сварка дугой прямого и косвенного действия, конструкция сварочного аппарата

Одним из сравнительно новых видов соединений металлов и сплавов является плазменная сварка. Этот вид, схожий с вариантом аргонодуговой сварки неплавящимся электродом, позволяет получать более качественный результат гораздо быстрее. Технология плазменной сварки заключается в использовании электрической дуги, горящей в среде полностью или частично ионизированного газа. Газ называется плазмообразующим.

Особенности и характеристики процесса

Главной особенностью плазменного метода является очень высокая температура в зоне сваривания вследствие принудительного уменьшения размеров сечения дуги и увеличения ее мощности.

В результате происходит сварка, так называемой, плазменной струей, температура которой может доходить до 30000 °C, в отличие от 5000-7000 °C при обычной аргонодуговой сварке.

Кроме этого, дуга приобретает цилиндрическую форму, в отличие от обычной конической, что позволяет сохранять одинаковую мощность по всей ее длине. На практике это успешно используется для более глубокого и точного прогрева металла.

Давление дуги на поверхность свариваемых деталей при плазменной сварке очень велико, что позволяет воздействовать практически на любые металлы и сплавы.

Технологический процесс плазменной сварки позволяет использовать ее при малых токах величиной всего 0,2 — 30,0 А.

Все эти особенности делают плазменную сварку практически универсальной. Она может с успехом использоваться в труднодоступных местах, при соединении тонких алюминиевых листовых заготовок без опасения их прожига.

Незначительное изменение расстояния между электродом и деталью не оказывает сильного влияния на прогрев, а значит и на качество шва, как при других видах сварки.

Большая глубина прогрева деталей позволяет обходиться без предварительной подготовки их кромок. Допускается сваривание металлов с неметаллами.

В результате повышается производительность работ, уменьшается температурная деформация шва, то есть деталь не «ведет». Используя технологию плазменной сварки, плазменной струей можно быстро и качественно резать металлы и неметаллы практически в любом положении.

Как это работает

Для реализации идеи плазменной сварки, в конструкции горелки используется устройство (горелка), именуемое плазмотроном. Он представляет собой коническое сопло, внутри которого находятся охлаждающая жидкость.

Электрическая дуга в плазменной сварке возбуждается при помощи сварочного аппарата со встроенным осциллятором. Она горит внутри плазмотрона, и во время горения к ней подается плазмообразующий газ.

Как правило, это аргон с малыми примесями водорода или гелия. Газ подается под небольшим давлением, но внутри горелки он нагревается и, увеличиваясь в объеме до 30 раз, создает на выходе из сопла мощную струю.

Сама конструкция сопла наделяет газ высокой кинетической энергией, которая и реализуется в мощный поток, имеющий высокую температуру. Это и есть плазма.

Так как возбуждать дугу между электродом и свариваемой деталью затруднительно, конструкция горелки предусматривает постоянное поддержание «дежурной» дуги между электродом и соплом. Она преобразуется в рабочую при касании горелкой соединяемых изделий.

Защитный газ, а это, как правило, тоже аргон, подается в зону сварки по отдельному каналу и, как бы обволакивает струю и разогреваемую ею область металла. При этом защитный газ, вытесняя воздух из будущего шва, не допускает окисления материала соединяемых деталей и присадочного материала вплоть до образования прочного однородного шва.

Способы подключения

В зависимости от конструкции горелки и схемы подключения к источнику тока, различают два способа плазменной сварки:

  • дугой прямого действия;
  • дугой косвенного действия.

Первый способ подключения заключается в подаче тока от источника питания на электрод из вольфрама и свариваемую деталь.

В этом случае дуга устойчиво горит между электродом и металлом, а ее характеристики усиливаются и доводятся до нужных значений струей плазмообразующего газа внутри сопла, которое является электрически нейтральным относительно всей системы. Способ прямого действия применяют для резки металлов, наплавки и непосредственно сварки. Его часто применяют в быту.

При втором способе ток подается на электрод и сопло. В этом случае дуга образуется между электродом и корпусом сопла, а плазмообразующий газ выдувает ее, превращая в мощную струю плазмы.

Температура дуги в косвенном методе сварки меньше, чем в прямом. Косвенный способ применяют для напыления металла, нагрева деталей. Им можно варить и резать материалы, не проводящие электричества.

При плазменной сварке и резке необходимо учитывать правильность выбора режима. Режимы должны учитывать правильную подачу тока, типы свариваемых материалов, их толщину, диаметр сопла плазмотрона. При резке разных материалов используются и разные газы.

Требования к соблюдению технологии

При кажущейся простоте процесса плазменной сварки, он очень требователен к точному соблюдению технологии и к содержанию оборудования. Основными ошибками являются:

  • запоздалая замена сменных элементов плазмотрона;
  • использование некачественных или дефектных деталей;
  • использование некорректных режимов, которые сокращают срок службы элементов;
  • отсутствие контроля за параметрами плазмообразующего материала;
  • высокая или низкая скорость резки в сравнении с предусмотренной режимом;

Для успешного осуществления работ при помощи плазменной сварки необходим сварочный аппарат, обеспечивающий необходимые характеристики сварочного тока.

Понадобиться также специальная горелка с неплавящимся электродом, комплект шлангов для подачи или циркуляции охлаждающей жидкости, баллоны с аргоном и комплект газопроводных шлангов.

Как сделать плазмотрон своими руками

Ручной аппарат для плазменной сварки можно изготовить из обычного сварочного аппарата инверторного типа. Основной задачей является изготовление непосредственно самого плазмотрона, так как в остальном весь процесс схож с обычной аргонодуговой сваркой.

Анод и сопло

Для плазмотрона понадобится бронзовая заготовка, которую предстоит обрабатывать на токарном станке. Из этой заготовки необходимо выточить две детали околоцилиндрической формы, которые, вставив одна в другую, необходимо спаять вместе, чтобы внутри образовалась полость по принципу термоса.

Эта полость будет использоваться для прокачки охлаждающей жидкости. Это будет анод горелки. Он может быть и соплом в плазменной сварке. Диаметр сопла должен быть 1,8-2,0 миллиметра. Можно сделать сопло из более тугоплавкого материала и вкрутить его в анод, предварительно предусмотрев устройство резьбы на обеих деталях.

Охлаждение

Циркуляцию охлаждающей жидкости можно осуществить путем подключения через систему шлангов обычного автомобильного омывателя ветрового стекла. То есть не самого омывателя, а только бачка с перекачивающим насосом. Питание насоса напряжением постоянного тока 12 В организуется от аккумулятора или через подходящий блок питания.

Катод

Для катода можно использовать заточенный под конус стержень, изготовленный из вольфрамового электрода. Диаметр стержня должен быть 4,0 миллиметра. На тыльной стороне стержня необходимо предусмотреть резьбовое устройство, позволяющее осуществлять контролируемый ввод стержня в корпус плазмотрона.

Корпус

Сам корпус можно выполнить из неметаллического твердого тугоплавкого материала. Внутри необходимо предусмотреть возможность подачи плазмообразующего и защитного газа, для чего необходимо впаять патрубки подходящих размеров.

Возбуждение дуги

От основного источника питания, который теперь можно называть плазменным инвертором, подводится положительный заряд. Минимальная величина тока в 5-7 А должна будет поддерживать горение дежурной дуги.

Если аппарат имеет встроенный осциллятор, то возбуждение дуги не должно вызвать проблем. Если осциллятора нет, придется усложнить конструкцию плазмотрона, подпружинив катод таким образом, чтобы можно было осуществить кратковременное касание анода.

Именно в момент касания и будет зажигаться дежурная дуга. Пружину необходимо предусмотреть достаточно жесткую, чтобы контакт был как можно короче по времени, иначе катод может пригореть к аноду.

Нагнетание газа

При работе необходимо учесть существенный недостаток – в самодельном устройстве для плазменной сварки, расход аргона будет неоправданно высок. Поэтому при резке металлов или других материалов целесообразно использовать сжатый воздух или водяной пар. Но ими можно только резать, так как и воздух и пар не являются химически нейтральными к металлу и могут вызвать окисление шва.

Для нагнетания сжатого воздуха используются компрессоры. Подключать компрессор к плазмотрону лучше не напрямую, а через ресивер – баллон, в котором воздух аккумулируется под некоторым давлением.

Если ресивер не использовать, то подача воздуха будет неровной и качество плазменной дуги будет низкое. Для подачи водяного пара используют различные парогенераторы.

Микроплазменные аппараты

Очень часто домашние умельцы делают аппараты для плазменной резки и пайки, в которых температура плазмы не превышает всего 8000-9000 °C. Отличительной особенностью такого микроплазменного аппарата, является то, что он использует для образования плазмы спиртоводную жидкость, которая испаряется прямо в плазмотроне.

Для этого в конструкции предусмотрен специальный резервуар. Подобные аппараты очень удобны для мелких работ ввиду своей мобильности, ведь нет необходимости транспортировать громоздкие баллоны с газом или газогенераторы.

При правильной эксплуатации сварочного оборудования и соблюдении режимов сварки, при использовании качественных расходных материалов, плазменная сварка является наиболее эффективным способом резки или соединения материалов.

В настоящее время только лазерная сварка является более технологичной, но ее стоимость и требования к оборудованию на порядок выше, чем у плазменной.

Как работает плазменная резка?

Что такое плазма?

Чтобы разъяснить принцип действия плазменной резки, сначала нужно ответить на вопрос «Что такое плазма?» Плазма — это четвертое состояние вещества. Обычно мы сталкиваемся только с тремя состояниями вещества: твердым, жидким и газообразным. При поступлении или утрате энергии, например, тепла, вещество может переходить из одного состояния в другое. Например, при поступлении достаточного количества тепла вода переходит из твердого состояния (лед) в жидкое. Если тепла поступит еще больше, она перейдет в газообразное состояние (пар). Если добавить еще больше тепла, пар ионизируется и станет электропроводящим — превратится в плазму. Устройство плазменной резки сможет использовать этот электропроводящий газ для передачи энергии от источника питания к любому материалу-проводнику, что позволяет обеспечить более качественную и быструю резку по сравнению с газовой. 

Образование плазменной дуги начинается с пропускания газа, например, кислорода, азота, аргона или даже обычного воздуха, через узкое сопло внутри плазмотрона под высоким давлением. Затем к этому потоку сжатого газа подается ток от источника питания, в результате чего возникает электродуга. В результате образовывается «струя плазмы». Плазма мгновенно достигает температуры до 22000°C, достаточной для быстрого разрезания рабочего изделия и сдувания расплавленного металла.

Составляющие системы плазменной резки

  • Источник питания — источник питания для плазменной резки преобразует одно- или трехфазный переменный ток в постоянный ток напряжением от 200 до 400В. Постоянный ток требуется для поддержания стабильной плазменной дуги на всем протяжении резки. Также источник питания позволяет регулировать силу тока в зависимости от типа и толщины материала.

  • Система поджига дуги — этот контур генерирует переменный ток напряжением около 5000 В и частотой 2 МГц, который образует внутри плазмотрона искру, поджигающую плазменную дугу.

  • Плазмотрон — плазмотрон служит для выравнивания и охлаждения расходных материалов. Основные расходные материалы для плазменной резки — это электрод, завихритель и сопло. Для повышения качества резки также может потребоваться дополнительный защитный колпачок, а для удержания всех деталей вместе используются внутренний и внешний поджимные колпачки.

Большинство современных систем плазменной резки делятся на традиционные и высокоточные.

 

   

 

 

В традиционных системах в качестве плазменного газа используется окружающий воздух, а форма плазменной дуги зависит от отверстия сопла. Приблизительная сила тока дуги таких систем составляет примерно 12 000-20 000 ампер на квадратный дюйм. Подобная схема используется во всех системах для ручной резки и некоторых механизированных системах, если это позволяют допуски.

 

Высокоточные системы плазменной резки (с высокой плотностью тока) используются для особо высококачественной и точной плазменной резки. Конструкция плазмотрона и расходных деталей для таких систем отличается большей сложностью и включает дополнительные детали для фокусировки дуги. Дуга высокоточной системы резки имеет силу тока около 40 000-50 000 ампер на квадратный дюйм. Чтобы обеспечить максимальное качество резки различных материалов, в качестве плазменного газа используются кислород, очищенный воздух, азот и смеси водорода/аргона/азота.

 

 

 

 

Ручная резка

В большинстве систем ручной плазменной резки, например, Tomahawk® Air Plasma, в выключенном состоянии электрод и детали сопла находятся в контакте. При нажатии триггера источник питания начинает вырабатывать постоянный ток, который проходит через это соединение и запускает поток плазменного газа. После того, как плазменный газ (сжатый воздух) достигает достаточного давления, электрод и сопло размыкаются, что приводит к возникновению электрической искры, которая преобразует поток воздуха в струю плазмы. Затем постоянный ток переключается с контура от электрода к соплу на контур от электрода к рабочему изделию. Подача тока и воздуха продолжаются, пока остается нажат триггер. 

   

 


Высокоточная плазменная резка

Электрод и сопло внутри плазмотрона для высокоточной резки не соприкасаются и изолированы друг от друга завихрителем, который имеет небольшие вентиляционные отверстия, преобразующие плазменный газ в вихрь. Когда в источник питания поступает команда включения, он начинает подачу постоянного тока с напряжением холостого хода до 400В и начинает предварительную подачу газа через шланг к плазмотрону. Сопло в данный момент подключено к положительному потенциалу источника питания через контур вспомогательной дуги, а электрод — к отрицательному.

 

 

 

После этого система поджига дуги вырабатывает высокочастотную искру, из-за которой плазменный газ ионизируется и становится проводником тока от электрода к соплу. В результате образуется вспомогательная дуга плазмы.

 

 

 

После того, как вспомогательная дуга вступит в контакт с рабочим изделием (заземленному через пластины стола для резки), контур тока перемещается от электрода к рабочему изделию, высокочастотный разряд отключается и включается контур вспомогательной дуги.

 

 

 

 

После этого источник питания наращивает постоянный ток до выбранной оператором силы тока и меняет предварительную скорость потока газа на оптимальную скорость для данного материала. Также используется вспомогательный поток защитного газа, который подается вне сопла через защитный колпачок.

 

 

 

Форма и диаметр отверстия защитного колпачка заставляют защитный газ еще больше сужать плазменную дугу, что позволяет обеспечить чистую резку с минимальными углами скоса и небольшой шириной линии разреза.

 

 

 

 

 

Процесс плазменной сварки: принципы работы

Процесс плазменно-дуговой сварки обычно сравнивают с процессом газовой вольфрамовой дуги.

Если электрическая дуга между вольфрамовым электродом и изделием сужается в области поперечного сечения, ее температура увеличивается, поскольку по ней проходит такой же ток.

Эта сжатая дуга называется плазмой или четвертым состоянием материи.

Этот процесс основан на ионизирующем газе, который происходит при высоких температурах.Когда ионизированный газ может проводить электричество. Затем газ используется для передачи электрической дуги к свариваемой детали. Сильный жар дуги сваривает или сплавляет два куска металла вместе.

Выбранный газ - аргон плюс вторичный газ гелий, смесь аргона и водорода или аргон. Вторичный газ защищает сварочную ванну, как и при других сварочных процессах. Это снижает степень окисления сварного шва.

Плазменная горелка содержит электрод из вольфрама, помещенный в сопло из меди.Наконечник насадки имеет небольшое отверстие. Дуга зажигается между электродом и концом сопла. Затем дуга передается на свариваемый материал.

Небольшое отверстие заставляет газ проходить через «суженное отверстие или отверстие». Это концентрирует тепло на относительно небольшой площади. Способность направлять концентрированное тепло таким образом позволяет сварщику производить сварной шов очень высокого качества.

В результате получается процесс, который обеспечивает более высокую скорость сварки, меньшую деформацию, более однородные сварные швы, меньшее разбрызгивание и больший контроль зоны сварки, снижая риск повреждения любых близлежащих термочувствительных компонентов.Расходные материалы тоже имеют долгий срок службы.

Видео о процессе плазменно-дуговой сварки

Режимы работы процесса плазменной сварки

Плазменно-дуговая сварка

Существует два режима работы процесса плазменной сварки: непереносимая дуга и перенесенная дуга.

  • Режим дуги без переноса : В режиме без переноса ток проходит от электрода внутри горелки к соплу, содержащему отверстие, и обратно к источнику питания.Он используется для плазменного напыления или тепловыделения неметаллов.
  • Режим перенесенной дуги : В режиме перенесенной дуги ток передается от вольфрамового электрода внутри сварочной горелки через отверстие к заготовке и обратно к источнику питания.

Разница между этими двумя режимами работы показана на рисунке 10-37 ниже. Режим перенесенной дуги используется для сварки металлов. Для сравнения показан процесс газовой вольфрамовой дуги.

Перенесенная и непереносимая плазменные дуги - Рис. 10-37

Как образуется плазма

Плазма создается за счет сжатия электрической дуги, проходящей через отверстие сопла.Горячие ионизированные газы также пропускаются через это отверстие. Плазма имеет жесткую столбчатую форму и имеет параллельные стороны, поэтому она не вспыхивает так же, как газовая вольфрамовая дуга. Эта высокотемпературная дуга, направленная на изделие, расплавляет поверхность основного металла и присадочный металл, добавляемый для сварки. Таким образом, плазма действует как чрезвычайно высокотемпературный источник тепла, образуя сварочную лужу. Это похоже на газовую вольфрамовую дугу. Однако более высокотемпературная плазма заставляет это происходить быстрее и называется режимом плавления.На Рис. 10-36 показано поперечное сечение головки плазменной горелки.

Высокая температура плазменной или сжатой дуги и высокоскоростная плазменная струя обеспечивают повышенную скорость теплопередачи по сравнению со сваркой вольфрамовой дугой при использовании одного и того же тока. Это приводит к более высокой скорости сварки и более глубокому проплавлению шва. Этот метод работы используется для сварки очень тонких материалов. и для сварки многопроходных канавок, сварных и угловых швов.

Процесс сварки в замочную скважину

Еще один метод использования процесса плазменной сварки - это метод сварки «замочная скважина».Плазменная струя проникает через заготовку и образует отверстие или замочную скважину. Поверхностное натяжение заставляет расплавленный основной металл обтекать замочную скважину, образуя сварной шов. Метод замочной скважины можно использовать только для стыков, в которых плазма может проходить через стык. Он используется для неблагородных металлов толщиной от 1/16 до 1/2 дюйма (от 1,6 до 12,0 мм). На него влияет состав основного металла и сварочные газы. Метод замочной скважины предусматривает сварку с полным проплавлением за один проход, которую можно выполнять вручную или автоматически во всех положениях.

Совместное проектирование

Конструкция шарнира основана на толщине металла и определяется двумя способами работы.

  • Метод замочной скважины : Для метода замочной скважины конструкция соединения ограничивается типами с полным проникновением. Предпочтительной конструкцией соединения является квадратная канавка без минимального корневого отверстия. Для корневых проходов, особенно на толстостенных трубах, используется U-образная канавка. Корневая поверхность должна быть 1/8 дюйма (3,2 мм), чтобы обеспечить полное проникновение в замочную скважину.
  • Метод плавления : Для метода плавления при сварке тонких металлов, толщиной от 0,020 дюйма (0,500 мм) до 0,100 дюйма (2,500 мм), следует использовать сварной шов с квадратной канавкой. Для сварки фольги толщиной от 0,005 дюйма (0,130 мм) до 0,020 дюйма (0,0500 мм) следует использовать краевое фланцевое соединение. Фланцы расплавляются, чтобы обеспечить присадочный металл для сварного шва.

При использовании режима плавления для толстых материалов можно использовать ту же общую деталь соединения, что и при дуговой сварке в защитном металлическом корпусе и дуговой сварке вольфрамовым электродом.Его можно использовать для угловых, фланцевых сварных швов, всех типов сварных швов с разделкой кромок и т. Д., А также для соединений внахлест с использованием дуговой точечной сварки и дуговой сварки швов. На рис. 10-38 показаны различные конструкции соединений, которые можно сваривать плазменной дугой.

Различные соединения для плазменной дуги - Рисунок - 10-38 Сварочная цепь

и ток

Сварочная схема для процесса плазменной сварки более сложна, чем для дуговой сварки вольфрамовым электродом в газе.

Требуется дополнительный компонент в качестве цепи управления, помогающий запускать и останавливать плазменную дугу.Используется тот же источник питания.

Есть две газовые системы: одна для подачи плазменного газа, а вторая для защитного газа.

Сварочная схема для плазменной сварки показана на рисунке 10-39. Используется постоянный ток типа постоянного тока (ПС). Переменный ток используется только для нескольких приложений.

Принципиальная схема плазменно-дуговой сварки (плазменная сварка) - рисунок 10-39

Советы по использованию процесса

Вольфрамовый электрод должен быть точно отцентрован и расположен относительно отверстия в сопле.Ток вспомогательной дуги должен поддерживаться достаточно низким, достаточно высоким, чтобы поддерживать стабильную вспомогательную дугу. При сварке очень тонких материалов из фольги вспомогательная дуга может быть всем, что необходимо.

Когда присадочный металл используется как часть процесса плазменной сварки, он добавляется так же, как при газовой дуговой сварке вольфрамом. Однако чем больше расстояние от резака до детали, тем больше свободы для добавления присадочного металла. Оборудование необходимо правильно отрегулировать, чтобы защитный газ и плазменный газ были в правильных пропорциях.Также необходимо использовать подходящие газы.

Тепловая нагрузка важна. Плазменный газовый поток также имеет важное значение. Эти факторы показаны на рисунке 10-40.

Качество плазменной сварки и общие неисправности - Рисунок 10-40

Присадочный металл и другое оборудование

Присадочный металл обычно используется в процессе плазменной сварки, за исключением сварки самых тонких металлов. Состав присадочного металла должен соответствовать основному металлу. Размер стержня присадочного металла зависит от толщины основного металла и сварочного тока.Наполнитель обычно добавляется в лужу вручную, но может добавляться автоматически.

Защитный газ

Инертный газ, аргон, гелий или их смесь, используется для защиты области дуги от атмосферы. Аргон более распространен, потому что он тяжелее и обеспечивает лучшую защиту при более низких расходах. Для плоской и вертикальной сварки достаточно потока защитного газа от 15 до 30 куб. Футов в час (от 7 до 14 литров в минуту).

Сварка над головой требует немного большей скорости потока.Аргон используется в качестве плазменного газа со скоростью от 1 куб. Футов в час (0,5 литра в минуту) до 5 кубических футов в час (2,4 литра в минуту) для сварки, в зависимости от размера горелки и области применения. Активные газы не рекомендуются для плазменного газа. Кроме того, требуется охлаждающая вода.

Качество, скорость осаждения и переменные

Качество процесса плазменной сварки чрезвычайно высокое и обычно выше, чем у сварных швов газовой вольфрамовой дугой, потому что вероятность появления включений вольфрама в сварном шве мала или отсутствует.Скорость наплавки при плазменной сварке несколько выше, чем при сварке вольфрамовым электродом в газе, и показана кривой на рисунке 10-41.

Графики сварки для процесса плазменной дуги показаны данными в таблице 10-5.

Скорость наплавки при плазменной сварке - Рисунок 10-41

Параметры процесса плазменной сварки показаны на рисунке 10-41. Большинство переменных, показанных для плазменной дуги, аналогичны другим процессам дуговой сварки. Есть два исключения: поток плазменного газа и диаметр отверстия в сопле.

Основные переменные оказывают существенное влияние на процесс. Второстепенные переменные обычно фиксируются в оптимальных условиях для данного приложения. Все переменные должны присутствовать в процедуре сварки.

Такие переменные, как угол и отклонение электрода и тип электрода, считаются фиксированными для данного приложения.

Процесс плазменной сварки реагирует на эти переменные иначе, чем процесс газовой вольфрамовой дуги.

Зазор, или расстояние от резака до детали, менее чувствителен для плазмы, но угол резака при сварке деталей разной толщины более важен, чем при сварке газовой вольфрамовой дугой.

Приложение к расписанию процедуры плазменно-дуговой сварки - Таблица 10-5

Варианты процесса

Сварочный ток может быть импульсным, чтобы получить те же преимущества, которые дает импульсная сварка при дуговой сварке вольфрамовым электродом. Сильный импульс тока используется для максимального проникновения, но не работает постоянно, чтобы обеспечить затвердевание металла. Это дает более легко управляемую лужу для работы вне рабочего места. Импульсный режим может выполняться тем же аппаратом, который используется для дуговой сварки вольфрамовым электродом в газе.

Способ подачи присадочной проволоки

Метод плазменной подачи присадочной проволоки практически такой же, как и при дуговой сварке вольфрамовым электродом в газе. Можно использовать концепцию «горячей проволоки». Это означает, что к присадочной проволоке подается ток низкого напряжения для ее предварительного нагрева перед попаданием в сварочную ванну.

Программируемая плазменная дуговая сварка

Программируемую сварку также можно использовать для процесса плазменной сварки таким же образом, как и для дуговой сварки вольфрамовым электродом в газе.Используется тот же источник питания со способностями к программированию, что дает преимущества для определенных видов работ. Сложность программирования зависит от потребностей конкретного приложения. Помимо программирования сварочного тока, часто необходимо программировать поток плазменного газа. Это особенно важно при закрытии замочной скважины, которая требуется для выполнения корневого прохода сварного шва, соединяющего два отрезка трубы.

Плазменно-дуговая сварка - TWI

Характеристики процесса

Плазменная сварка очень похожа на TIG, поскольку дуга образуется между заостренным вольфрамовым электродом и заготовкой.Однако, располагая электрод внутри корпуса горелки, плазменную дугу можно отделить от оболочки защитного газа. Затем плазма пропускается через медное сопло с мелким отверстием, которое сужает дугу. За счет изменения диаметра ствола и расхода плазмообразующего газа могут быть реализованы три рабочих режима:

  • Микроплазма: 0,1 до 15 А.
    Микроплазменная дуга может работать при очень низких сварочных токах. Столбчатая дуга стабильна даже при изменении длины дуги до 20 мм.
  • Средний ток: от 15 до 200 А.
    При более высоких токах, от 15 до 200 А, рабочие характеристики плазменной дуги аналогичны сварочной дуге TIG, но из-за сужения плазмы дуга становится более жесткой. Хотя расход плазменного газа можно увеличить для улучшения проплавления сварочной ванны, существует риск уноса воздуха и защитного газа из-за чрезмерной турбулентности в газовой защите.
  • Плазма Keyhole: более 100А.
    За счет увеличения сварочного тока и потока плазменного газа создается очень мощный плазменный луч, который может обеспечить полное проникновение в материал, как при лазерной или электронно-лучевой сварке.Во время сварки отверстие постепенно прорезает металл, а расплавленная сварочная ванна течет за ним, образуя валик под действием сил поверхностного натяжения. Этот процесс можно использовать для сварки более толстых материалов (до 10 мм нержавеющей стали) за один проход.

Источник питания

Плазменная дуга обычно работает от источника постоянного тока с падающей характеристикой. Поскольку его уникальные рабочие характеристики обусловлены специальной компоновкой горелки и разделением потоков плазмы и защитного газа, пульт управления плазмой может быть добавлен к обычному источнику питания для сварки TIG.Также доступны специализированные плазменные системы. Плазменную дугу нелегко стабилизировать синусоидальным переменным током. Повторное зажигание дуги затруднено, когда расстояние от электрода до заготовки велико, а плазма сужена. Более того, чрезмерный нагрев электрода во время положительного полупериода вызывает комкование наконечника, что может нарушить стабильность дуги.

Доступны специальные импульсные источники постоянного тока. За счет дисбаланса формы волны для уменьшения продолжительности положительной полярности электрода электрод остается достаточно холодным, чтобы поддерживать заостренный наконечник и обеспечивать стабильность дуги.

Начало дуги

Хотя дуга инициируется с помощью ВЧ, сначала она образуется между электродом и плазменным соплом. Эта «пилотная» дуга удерживается внутри корпуса горелки до тех пор, пока она не понадобится для сварки, а затем переносится на заготовку. Система вспомогательной дуги обеспечивает надежное зажигание дуги, а поскольку вспомогательная дуга поддерживается между сварными швами, она устраняет необходимость в высокочастотной дуге, которая может вызывать электрические помехи.

Электрод

В плазменном процессе используется электрод из вольфрама с 2% тория, а плазменное сопло - из меди.Диаметр наконечника электрода не так важен, как для TIG, и его следует поддерживать на уровне 30-60 градусов. Диаметр отверстия плазменного сопла имеет решающее значение, и слишком маленький диаметр отверстия для текущего уровня и расхода плазменного газа приведет к чрезмерной эрозии сопла или даже к плавлению. Разумно использовать самый большой диаметр отверстия для уровня рабочего тока.

Примечание: слишком большой диаметр отверстия может вызвать проблемы со стабильностью дуги и сохранением замочной скважины.

Плазма и защитные газы

Обычная комбинация газов - это аргон для плазменного газа с аргоном и 2–5% водорода в качестве защитного газа.Гелий можно использовать в качестве плазменного газа, но из-за того, что он более горячий, снижается номинальный ток сопла. Меньшая масса гелия также может затруднить режим замочной скважины.

Приложения

Микроплазменная сварка

Микроплазма традиционно использовалась для сварки тонких листов (толщиной до 0,1 мм), а также секций из проволоки и сетки. Жесткая игольчатая дуга сводит к минимуму блуждание дуги и искажение. Хотя эквивалентная дуга TIG более диффузна, новые транзисторные источники питания (TIG) могут создавать очень стабильную дугу при низких уровнях тока.

Среднетоковая сварка

При использовании в режиме плавления это альтернатива обычному TIG. Преимущества заключаются в более глубоком проникновении (из-за более высокого потока плазменного газа) и большей устойчивости к поверхностному загрязнению, включая покрытия (электрод находится внутри корпуса горелки). Главный недостаток - громоздкость горелки, затрудняющая ручную сварку. При механизированной сварке необходимо уделять больше внимания обслуживанию горелки, чтобы обеспечить стабильную работу.

Сварка в замочную скважину

Имеет несколько преимуществ, которыми можно воспользоваться: глубокое проплавление и высокие скорости сварки. По сравнению с дугой TIG, она может проникать в лист толщиной до 10 мм, но при однопроходной сварке обычно ограничивают толщину до 6 мм. Обычным методом является использование режима «замочная скважина» с наполнителем для обеспечения гладкого профиля сварного шва (без поднутрения). Для толщины до 15 мм используется препарирование шва с фаской корня 6 мм.Применяется двухпроходная технология, и здесь первый проход является автогенным, а второй проход выполняется в режиме плавления с добавлением присадочной проволоки.

Поскольку параметры сварки, расход плазменного газа и добавление присадочной проволоки (в замочную скважину) должны быть тщательно сбалансированы для поддержания стабильности замочной скважины и сварочной ванны, этот метод подходит только для механизированной сварки. Хотя его можно использовать для позиционной сварки, обычно с импульсным током, он обычно применяется при высокоскоростной сварке листового материала большей толщины (более 3 мм) в плоском положении.При сварке труб необходимо тщательно контролировать спад тока и поток плазменного газа, чтобы закрыть замочную скважину, не оставляя отверстия.

Для получения дополнительной информации свяжитесь с нами.

Эта статья Job Knowledge изначально была опубликована в Connect, апрель 1995 г. Она была обновлена, поэтому веб-страница больше не отражает в точности печатную версию.

Часто упускаемый из виду PAW предлагает скорость и доступность

Объект

Плазменно-дуговая сварка (PAW) часто упускается из виду, когда процесс сварки плавлением должен быть выбран для приложений с высокой степенью целостности, например, в медицине, электронике, аэрокосмической и автомобильной промышленности.

Этому процессу не уделяли должного внимания, поскольку он более сложен и требует более дорогостоящего оборудования, чем другие дуговые процессы, а также потому, что сварщики хотят увеличивать скорость сварки, например, при лазерной сварке (LBW). Однако производители автомобилей обратились к PAW для ряда приложений, включая панели кузова и компоненты выхлопной системы.

Дуговая сварка вольфрамовым электродом (GTAW), также известная как сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG), обычно используется для высококачественной сварки на более низких скоростях, тогда как LBW часто выбирается для высокоскоростной сварки.

PAW иногда обеспечивает более высокую скорость сварки, чем GTAW, при меньших затратах, чем LBW, и может быть наиболее эффективным процессом для многих применений. К ним относятся сварка расширяемых сильфонов из нержавеющей стали, где PAW более терпима к перекосу стыков, чем LBW, и дает лучшее проплавление, чем GTAW; сварка сталей с покрытием, подобных тем, которые используются в автомобильных выхлопных системах; и сварка в режиме «замочная скважина» для выполнения сварных швов с полным проплавлением относительно толстого материала за один проход.

Основы PAW

PAW - это процесс дуговой сварки с использованием неплавящегося электрода из вольфрама или вольфрамового сплава, как и GTAW.

Основное различие между этими двумя процессами сварки заключается в том, что при плазменной сварке электрод утоплен в сопле, которое служит для сжатия дуги. Плазменный газ ионизируется в сужающем сопле и выходит из сопла с высокой скоростью.

Одного плазменного газа недостаточно для защиты расплавленной сварочной ванны от атмосферы, поэтому защитный газ подается вокруг плазменного столба, как при GTAW. Скорость потока плазменного газа намного ниже, чем у защитного газа, чтобы минимизировать турбулентность.

Коническая форма газовой вольфрамовой дуги требует использования оборудования для контроля длины дуги (ALC) или напряжения дуги (AVC) для автоматической сварки. для обеспечения постоянного размера пятна и плотности энергии.

Суженная дуга в PAW дает гораздо более столбчатую дугу. Это сводит к минимуму влияние изменения длины дуги на плотность энергии и сводит к минимуму потребность в ALC или AVC.

Еще одно преимущество врезания электрода в сопло состоит в том, что загрязнение электрода сводится к минимуму. Электрод обычно может служить всю производственную смену без необходимости переточки.

Еще одна уникальная особенность PAW - это способ зажигания дуги. Ток высокой частоты (ВЧ) обычно используется для создания вспомогательной дуги между электродом и медным соплом.ВЧ отключается после зажигания вспомогательной дуги. Ток вспомогательной дуги обычно фиксируется на одном уровне или может быть установлен на одном из двух уровней, обычно где-то между 2 и 15 ампер.

При сварке дуга передается на работу, которая становится частью электрической цепи. Поскольку дуга возникает до начала сварки, зажигание сварочной дуги обычно бывает очень надежным.

Вспомогательная дуга остается включенной после завершения сварки, и горелка готова к выполнению следующего шва без дополнительной высокочастотной сварки.Это может быть полезно при сварке в автоматизированных системах, в которых электромагнитный шум от ВЧ может мешать работе компьютеризированных контроллеров процесса. Одним из побочных эффектов вспомогательной дуги является то, что плазмотроны должны иметь водяное охлаждение даже для слаботочных устройств.

Режимы работы

Существует три различных режима работы PAW, которые определяются уровнем сварочного тока. Ток микроплазменной сварки колеблется от менее 0,1 А до примерно 20 А.

Среднетоковая плазменная сварка или ток в режиме плавления обычно составляет от 20 до 100 ампер.Высокий ток плазменной сварки превышает 100 ампер и обычно выполняется в режиме «замочной скважины», аналогично LBW или электронно-лучевой сварке (EBW).

Комбинация сильноточного потока и потока плазменного газа создает отверстие в материале, а расплавленный металл течет за движущимся отверстием, создавая сварной шов. При сварке в режиме «замочная скважина» необходимо тщательно контролировать расход плазменного газа, чтобы сделать сварной шов. Немного более высокая скорость потока приведет к сдуванию расплавленного металла и порезанию.

Преимущества и недостатки

Хотя PAW не так быстр, как LBW (в зависимости от приложения и источника лазера, LBW может быть в пять раз быстрее, чем PAW) или EBW, капитальные затраты на оборудование для PAW обычно составляют небольшую часть стоимости оборудования высокой плотности энергии.

Одним из недостатков плазменно-дуговой сварки является более высокая погонная энергия, в результате чего образуются более широкие сварные швы и зоны термического влияния, чем при сварке с низкой и электронной сваркой. Это может привести к большему искажению и потере механических свойств.

Тем не менее, PAW предлагает преимущество перед этими процессами в отношении устойчивости к зазорам в стыках и перекосу. Хотя дуга сужена, плазменный столб имеет значительно больший диаметр, чем пучки. Добавлять присадочный металл также легче с помощью PAW, чем с LBW или EBW.

Основные недостатки PAW по сравнению с GTAW состоят в том, что оборудование более сложное и дорогое, а необходимость водяного охлаждения резака ограничивает размер резака (резаки GTAW могут иметь газовое охлаждение и вписываются в меньшие площади). Кроме того, узкая дуга PAW менее устойчива к перекосу стыков, чем коническая газовая вольфрамовая дуга.

Microplasma имеет преимущество перед GTAW, потому что стабильная дуга может поддерживаться при более низких уровнях тока. Это было движущей силой в развитии этого процесса.

В начале 1960-х годов было трудно получить стабильную газо-вольфрамовую дугу с силой тока намного меньше 15 ампер. Микроплазма оказалась способной преодолеть это ограничение. С тех пор GTAW претерпела значительные изменения, заявив о стабильной дуге менее 1 ампер.

Но нижний предел тока PAW составляет примерно одну десятую от значения GTAW. Способность к низкому току наряду с надежным зажиганием дуги делает PAW подходящим для многих небольших прецизионных сварочных работ, особенно в медицинской и электронной промышленности.

GTAW и LBW также используются в медицинской и электронной промышленности. GTAW используется для небольших объемов работ из-за низкой стоимости оборудования и относительной простоты. LBW используется, когда производство в больших объемах может оправдать затраты, когда необходимо минимизировать подвод тепла и когда подгонку стыков можно строго контролировать.

Использование PAW в диапазоне средних токов в режиме плавки аналогично использованию GTAW, но дуга имеет тенденцию быть более жесткой и меньше подвержена влиянию изменений длины дуги с PAW.

Это позволяет использовать дугу большей длины, а это в сочетании с утопленным электродом может облегчить добавление присадочного металла при ручной сварке. Загрязнение электродов присадочным металлом при плазменно-дуговой сварке случается редко.

Режим плавления PAW может быть более выгодным по сравнению с GTAW в автоматизированных приложениях из-за более надежного зажигания дуги, более длительного срока службы электродов, отсутствия необходимости в AVC или ALC, а также отсутствия электромагнитных шумов от HF в начале каждой сварки.

PAW дает значительное преимущество перед GTAW во многих приложениях, где требуется большой ток.Выполнение сварных швов с плазменной сваркой в ​​режиме «замочная скважина» может привести к сварке с полным проплавлением относительно толстых материалов за один проход.

По сравнению со сваркой более толстых секций с помощью GTAW, PAW с замочной скважиной сводит к минимуму необходимость в дорогостоящей подготовке стыка и снижает или устраняет необходимость в присадочном металле.

Высокое отношение глубины к ширине при плазменной сварке в замочную скважину по сравнению со сваркой GTA также может значительно снизить угловую деформацию. Этот метод лучше всего применять на автоматизированном оборудовании. Уход за замочной скважиной может быть затруднен во время ручной сварки.

Большинство материалов можно сваривать PAW с использованием отрицательного электрода постоянного тока (DCEN). Сварочный ток постоянного тока также может быть импульсным, чтобы контролировать проплавление как в режиме плавки, так и в режиме замочной скважины.

Источники сварочного тока с плазменной дугой переменной полярности (VPPA) улучшают соединение таких материалов, как алюминий и магний. Прямоугольную форму волны VPPA можно настроить так, чтобы положительный электрод в каждом цикле, очищающий вязкие поверхностные оксиды, можно было уравновесить с отрицательным электродом, обеспечивающим большее проникновение.

Совместное использование PAW и GTAW

PAW также можно комбинировать с GTAW различными способами для автоматической сварки для оптимизации скорости и качества сварки.

Одним из примеров этого является исследовательский проект по сварке труб, который был выполнен в Институте сварки Эдисона (EWI) с использованием трех горелок для выполнения однопроходного шва.

Свинцовый резак для GTAW использовался для предварительного нагрева и подготовки кромок. Второй резак PAW работал в режиме замочной скважины, чтобы обеспечить полное проникновение.Горелка GTAW использовалась в качестве ведомой горелки для сглаживания и придания формы сварному шву.

Сваренный материал представлял собой пластину из нержавеющей стали 304 толщиной 0,315 дюйма (8 мм) со срезанными краями. Материал такой толщины нельзя было сваривать обычной GTAW за один проход без подготовки кромок, независимо от того, сколько горелок использовалось.

Приемлемые результаты были получены при использовании GTAW / PAW / GTAW без добавления присадочного металла, но более стабильные результаты были получены при добавлении присадочного металла в сварочную ванну ведомой горелки.Скорость подачи проволоки была отрегулирована для контроля заполнения, чтобы получить ровные или слегка выпуклые профили сварного шва.

Чтобы получить все преимущества плазменно-дуговой сварки, необходимо установить надежные процедуры сварки, такие как определение рабочих окон для параметров сварки.

Процесс плазменно-дуговой сварки

- принцип, основные части, работа, преимущества и недостатки применения - The Welding Master

Процесс плазменно-дуговой сварки (PAW) и резки был изобретен Робертом Гейджем в 1953 году и запатентован в 1957 году.Этот процесс был уникальным, поскольку позволял выполнять точную резку как толстого, так и тонкого металла. Он также способен наносить распылением упрочняющее покрытие на другие металлы.

Принцип

PAW - это процесс, при котором коалесценция производится за счет тепла, выделяемого специальной установкой между электродом из вольфрамового сплава и соплом с водяным охлаждением (непереносимая дуговая сварка) или между электродом из вольфрамового сплава и заданием (переданная дуга дуги).
В этом процессе используются два разных газа для двух разных целей -

  • Один газ используется для образования плазмы дуги.
  • Второй газ используется для защиты плазмы дуги.

Оснащение:

Источник изображения

  1. Источник питания: Источник питания постоянного тока с падающими характеристиками и напряжением холостого хода 70 вольт или выше очень хорошо подходит для плазменно-дуговой сварки.

Типовые параметры сварки:
Ток: 50-350A
Напряжение: 27-31 В
Расход газа: 2-40 л / мин

  1. Генератор высокой частоты и токоограничивающие резисторы: Оба они используются для зажигания дуги.
  2. Плазменная горелка: Горелка имеет систему охлаждения электрода и воды, которая сохраняет срок службы сопла и электрода от плавления из-за чрезмерного тепла, выделяемого во время сварки.
  3. Крепление: Необходимо избегать атмосферного загрязнения расплавленного металла под валиком.
  4. Защитный газ: Для защиты области дуги от атмосферы используется инертный газ, аргон, гелий или их смесь. Аргон является более распространенным, поскольку он тяжелее и обеспечивает лучшую защиту при более низких расходах.

Также читают:

Рабочая концепция плазменно-дуговой сварки:

Процесс основан на ионизирующем газе. Когда газ ионизируется, он может проводить электричество. Газ используется для передачи электрической дуги на свариваемую деталь. Газ может быть аргоном и вторичным газом гелием, которые защищают лужу дуговой сварки. .

Рабочий процесс:

Процесс плазменно-дуговой сварки обычно сравнивают с процессом газовой вольфрамовой дуги:

  1. Плазменная горелка содержит электрод из вольфрама, закрепленный в сопле из меди.Дуга зажигается между электродом и концом сопла. Затем дуга или пламя переносятся на свариваемый материал.
  2. Небольшое отверстие заставляет газ проходить через суженное отверстие или отверстие. Это концентрирует тепло на меньшей площади. Эта способность позволяет сварщику производить сварной шов очень высокого качества.
  3. В результате получается процесс, который обеспечивает более высокую скорость сварки, меньшую деформацию, более однородные сварные швы, меньшее разбрызгивание и больший контроль над зоной сварки.

Процесс плазменной сварки имеет два различных режима:

  1. Режим дуги без переноса: В режиме дуги без переноса ток протекает от электрода внутри горелки к соплу, содержащему отверстие, и обратно к источнику питания.Используется для плазменного напыления.
  2. Режим переносимой дуги : В режиме переносимой дуги ток передается от вольфрамового электрода внутри сварочной горелки через отверстие к заготовке и обратно к источнику питания. Используется при сварке металлов.

Также читают:

Для лучшего объяснения посмотрите видео, представленное ниже:

Преимущества:
  1. Суженное отверстие или диафрагма обеспечивает более концентрированное тепло на меньшей площади.
  2. Он более устойчивый и не отклоняется от основного металла.
  3. Плазменно-дуговая сварка обеспечивает более глубокое проплавление и дает сварной шов.
  4. Обеспечивает высокоскоростную сварку.
  5. Меньшая деформация цветных металлов.
  6. Больше контроля на небольших участках сварки.

Недостатки:
  1. Требуется замена диафрагмы.
  2. Оборудование очень дорогое.
  3. Человеку необходимо больше навыков для использования PAW.
  4. Сопло расплавляется, и его приходится часто менять.

Приложения:
  1. Применяется при производстве НКТ (стальных труб)
  2. Используется для сварки небольших металлических деталей.
  3. Применяется для стыковых соединений стеновых труб.
  4. Используется в тонких электронных микросхемах и медицинских установках.

Если вы найдете эту статью информативной, не забудьте поделиться ею в Facebook и Google+. Если вы обнаружите, что в этой теме чего-то не хватает, вы можете сообщить нам об этом в своих ценных комментариях.

Категория: Дуговая сварка Сварка Теги: Дуговая сварка

Как работает плазменный резак

Что такое плазма?

Чтобы правильно объяснить, как работает плазменный резак, мы должны начать с ответа на основной вопрос: «Что такое плазма? Проще говоря, плазма - это четвертое состояние вещества. Обычно мы думаем, что материя имеет три состояния: твердое, жидкое и газообразное. Материя переходит из одного состояния в другое за счет введения энергии, например тепла. Например, вода переходит из твердого (лед) в жидкое состояние при приложении определенного количества тепла.Если уровень тепла увеличится, он снова изменится с жидкости на газ (пар). Теперь, если уровень тепла снова увеличится, газы, составляющие пар, станут ионизированными и электропроводящими, превратившись в плазму. Плазменный резак будет использовать этот электропроводящий газ для передачи энергии от источника питания к любому проводящему материалу, в результате чего процесс резки будет более чистым и быстрым, чем при использовании кислородного топлива.

Формирование плазменной дуги начинается, когда газ, такой как кислород, азот, аргон или даже производственный воздух, пропускается через небольшое отверстие сопла внутри горелки.Электрическая дуга, генерируемая от внешнего источника питания, затем вводится в этот поток газа под высоким давлением, в результате чего возникает то, что обычно называют «плазменной струей». Плазменная струя сразу достигает температуры до 40000 ° F, быстро пробивая заготовку и сдувая расплавленный материал.

Компоненты плазменной системы

  • Источник питания - источник питания для плазменной резки преобразует одно- или трехфазное сетевое напряжение переменного тока в плавное постоянное напряжение постоянного тока в диапазоне от 200 до 400 В постоянного тока.Это постоянное напряжение отвечает за поддержание плазменной дуги на всем протяжении резки. Он также регулирует требуемый выходной ток в зависимости от типа и толщины обрабатываемого материала.

  • Консоль зажигания дуги

    - Схема ASC вырабатывает переменное напряжение приблизительно 5000 В переменного тока на частоте 2 МГц, которое создает искру внутри плазменной горелки для создания плазменной дуги.

  • Плазменный резак

    - Плазменный резак предназначен для обеспечения правильного выравнивания и охлаждения расходных деталей.Основными расходными деталями, необходимыми для генерации плазменной дуги, являются электрод, завихритель и сопло. Дополнительный защитный колпачок может использоваться для дальнейшего улучшения качества резки, а все части удерживаются вместе внутренними и внешними удерживающими колпачками.

Подавляющее большинство систем плазменной резки сегодня можно разделить на обычные или прецизионные категории.

В обычных плазменных системах в качестве плазменного газа обычно используется производственный воздух, а форма плазменной дуги в основном определяется отверстием сопла.Приблизительная сила тока плазменной дуги этого типа составляет 12-20K ампер на квадратный дюйм. Во всех портативных системах используется обычная плазма, и она все еще используется в некоторых механизированных приложениях, где допуски деталей более приемлемы.

Системы прецизионной плазменной резки (с высокой плотностью тока) спроектированы и спроектированы для получения самых острых и высококачественных разрезов, которые достижимы с помощью плазмы. Конструкции резака и расходных деталей более сложны, и в комплект входят дополнительные детали для дальнейшего сужения и формы дуги.Прецизионная плазменная дуга составляет примерно 40-50K ампер на квадратный дюйм. Несколько газов, таких как кислород, воздух высокой чистоты, азот и смесь водорода / аргона / азота, используются в качестве плазменного газа для получения оптимальных результатов на множестве проводящих материалов.

Ручной режим

В типичной ручной плазменной системе, такой как наша Tomahawk® Air Plasma, расходные части электрода и сопла контактируют друг с другом внутри резака в выключенном состоянии.При нажатии на спусковой крючок источник питания вырабатывает постоянный ток, который течет через это соединение, а также инициирует поток плазменного газа. Как только плазменный газ (сжатый воздух) создает достаточное давление, электрод и сопло раздвигаются, что вызывает электрическую искру, которая превращает воздух в плазменную струю. Затем поток постоянного тока переключается от электрода к соплу на путь между электродом и заготовкой. Этот ток и воздушный поток продолжаются до тех пор, пока спусковой крючок не будет отпущен.


Прецизионная плазменная установка

Внутри прецизионного плазменного резака электрод и сопло не соприкасаются, а изолированы друг от друга завихрительным кольцом с небольшими вентиляционными отверстиями, которые преобразуют предварительный поток / плазменный газ в вихрь. Когда на источник питания подается команда запуска, он генерирует до 400 В постоянного тока напряжения холостого хода и запускает предварительную подачу газа через шланг, подсоединенный к горелке.Сопло временно подключается к положительному потенциалу источника питания через цепь вспомогательной дуги, а электрод находится на отрицательном полюсе.

Затем из пульта запуска дуги генерируется высокочастотная искра, которая заставляет плазменный газ становиться ионизированным и электрически проводящим, в результате чего возникает путь тока от электрода к соплу, и создается пилотная плазменная дуга.

Как только вспомогательная дуга контактирует с заготовкой (которая подключается к заземлению через планки стола для резки), путь тока смещается от электрода к заготовке, высокочастотная дуга отключается, и цепь вспомогательной дуги размыкается. .

Затем источник питания увеличивает постоянный ток до значения силы тока резки, выбранного оператором, и заменяет газ предварительной подачи на плазменный газ, оптимальный для разрезаемого материала. Также используется вторичный защитный газ, который выходит за пределы сопла через защитный колпачок.

Форма защитного колпачка и диаметр его отверстия заставляют защитный газ еще больше сжимать плазменную дугу, что приводит к более чистому срезу с очень малыми углами скоса и меньшим пропилом.

BINZEL BASICS: Что такое плазменная сварка?

Что такое плазменная сварка?

«Плазма , » - четвертое состояние Материи.

Плазма - это горячий ионизированный газ, состоящий примерно из равного количества положительно заряженных ионов и отрицательно заряженных электронов. Характеристики плазмы значительно отличаются от характеристик обычных нейтральных газов, поэтому плазма считается отдельным «четвертым состоянием вещества»."

Проще говоря, плазма - это газ, который был перегрет до такой степени, что стал очень проводящим. В процессах сварки и резки это позволяет передавать электрический ток.

Температура плазменной дуги может достигать 30 000 градусов по Фаренгейту. (16000 градусов Цельсия).

Плазменная сварка была впервые представлена ​​как процесс примерно в начале 1960-х годов и использовалась в специальных слаботочных приложениях (микроплазма) от 0,5 А, как правило, или даже ниже, до 500 А в более тяжелых отраслях промышленности.

На сегодняшнем рынке, хотя и считается экзотическим процессом сварки, плазма используется в широком спектре отраслей, где ключевыми факторами являются объем производства, стабильность и минимальное время простоя.

На изображении вверху: функциональное изображение того, как работает плазменная сварочная горелка.

Каковы преимущества процесса плазменной сварки?

Сфокусированная дуга

Одним из основных преимуществ процесса PAW является сфокусированная дуга, которая создается через отверстие наконечника.Размер отверстия может быть увеличен или уменьшен в соответствии с требованиями к силе тока, а также в соответствии с конкретными приложениями.

К преимуществам сфокусированной дуги можно отнести:

  • Более глубокое проникновение
  • Зона пониженного термического влияния (ЗТВ)
  • Повышенная скорость движения
  • Меньше влияния магнитных полей (блуждание дуги)
  • Точность в автоматизированных / роботизированных приложениях

Некоторые приложения, в которых используется сфокусированная плазменная дуга:

  • Термопары
  • Катетеры (медицинская промышленность)
  • Хирургические инструменты
  • Сильфон с приварной кромкой
  • Датчики расхода
  • Ремонт инструмента и штампов
  • Батареи
  • Аэрокосмические компоненты
  • Криогеника
  • Трубные мельницы
  • Сосуды под давлением

Защищенный электрод

В отличие от процесса TIG, в котором вольфрамовый электрод открыт в атмосферу после цикла сварки, электрод в плазменном процессе изолирован внутри камеры горелки и защищен газовой защитой.Это позволяет электроду оставаться в одном и том же состоянии в течение более длительных периодов времени и, таким образом, в приложениях автоматизации значительно снижает необходимость останавливать процесс сварки для повторной заточки электрода ...

= Повышение производительности

Перенос дуги

Чтобы предотвратить загрязнение при использовании процесса Tig, необходимо использовать высокую частоту для передачи дуги от электрода к заготовке. В приложениях автоматизации это может в некоторых случаях создавать проблемы, когда высокая частота может создавать помехи и прерывать работу управляющего оборудования.Этот метод переноса также может привести к преждевременному износу электрода, особенно при сварке большого объема и короткой продолжительности, что увеличивает потребность в повторной заточке электродов.

В плазменном процессе используется постоянная пилотная дуга, которая позволяет переносить дугу без использования высокой частоты. Это устраняет помехи в системе управления, а также обеспечивает надежную и точную передачу для более длительных производственных циклов.

= Повышение производительности.

Контроль дуги

В дополнение к функциям, доступным на источнике питания плазмы, таким как контроль тока, цифровое регулирование газа (поддержание потока газа в соответствии с настройкой силы тока), импульсная и точечная синхронизация, плазменная сварочная горелка может предложить другие варианты, чтобы помочь точно настроить характеристики дуги.К ним относятся следующие:

  • Размер отверстия наконечника
  • Набор электродов
  • Расход газа.
  • Возможность работы с несколькими газами
Эти варианты обеспечивают большую гибкость для дальнейшего улучшения процесса плазменной сварки для решения многих задач.

Выбор газа

Для улучшения сварочного процесса можно использовать различные газы.
В качестве примера, смесь аргона с водородом с концентрацией 2% или 5% может использоваться в качестве плазменного газа ИЛИ в качестве защитного газа в сочетании с чистым аргоном.

  • Аргоновая плазма / аргон / водородный экран - Повышенное тепловложение от экрана. Газ снижает поверхностное натяжение материала и позволяет увеличить скорость движения.
  • Argon Hydrogen Plasma / Argon Shield - Концентрирует тепло в потоке плазмы для увеличения проникновения. (Режим замочной скважины)

Изображение вверху: пример плазменной сварки нержавеющей стали.

Отрасли и области применения, в которых используется процесс плазменной сварки .

  • Аэрокосмическая промышленность
  • Медицинский
  • Автомобильная промышленность
  • Производство аккумуляторов
  • Производство сосудов под давлением
  • Производство
  • Производство нержавеющей стали
  • Емкости для хранения
  • Криогеника
  • Промышленность термопар
  • Хоз и бытовая техника
  • Компрессоры
  • Кухонное оборудование промышленное и бытовое
  • Электроинструменты - ламинация
  • Сварка труб
  • Трубные мельницы
  • Ремонт инструмента и штампов
  • Электростанции

И многое другое......

Основы плазменной сварки

Плазменная сварка подходит для роботизированных систем.

Для тех, кто выбирает профессию в области плазменной сварки, никогда не прекращается изучение и практика основ этой профессии. Сварщик - опасная профессия, требующая строгого соблюдения правил безопасности и непрерывного образования на протяжении всей карьеры. Итак, для тех, кому нужен курс повышения квалификации, давайте вернемся к основам.

Три состояния материи - твердое, жидкое и газообразное, верно? Неправильный. Ваш учитель естествознания в шестом классе не сказал вам всей правды. Рассмотрим четвертое состояние материи: плазму.

Плазменная сварка - это перегрев газа, который становится очень проводящим и при сварке позволяет переносить электрическую дугу. Когда вы пропускаете газ через эту электрическую дугу, он разрушает газ и образует так называемый плазменный поток.

Поскольку температура плазменного пламени может достигать 30 000 градусов по Фаренгейту, безопасность всегда имеет первостепенное значение.Понимая цель и возможности плазменной сварки, профессионалы получат четкое руководство по правильной эксплуатации и применению в торговле.

Плазменная сварка - тогда и сейчас

Доктору Р. М. Гейджу приписывают внедрение плазмы в сварочную промышленность в 1955 году, а в 1960-х годах она была интегрирована в микроплазменные и сильноточные приложения. Увеличилось использование плазменной сварки, в первую очередь для автоматизированной сварки (с 80 до 85 процентов).

Подобно процессу газовой дуговой сварки вольфрамом, плазменная сварка предлагает дополнительное преимущество, заключающееся в том, что для зажигания дуги не требуется высокая частота, которая может мешать работе компьютеризированного оборудования.Это преимущество подходит для плазменной автоматической сварки, когда требуются большие объемы, повторяемость и непродолжительность сварных швов.

Источник энергии

Плазменный газ служит источником энергии при плазменной сварке. Плазменные газы проходят через горелку, вокруг электрода и через отверстие. Плазменные газы включают аргон и аргон / водород, но наиболее часто используется чистый аргон, за которым следует аргон / водород.

• Аргон: используется 98 процентов времени для плазменной сварки, аргон разрушается и создает плазменный поток легче, чем любой другой газ.Это обеспечивает лучшую вспомогательную дугу и растушевку на конце горелки для зажигания сварочной дуги. Кроме того, аргон является инертным газом, что означает, что он не загрязняет и не окисляет основные материалы.

• Аргон / водород: эта смесь, состоящая из 98 процентов аргона и 2 процентов водорода, рекомендуется только для материалов на основе никеля, таких как нержавеющая сталь. Содержание водорода в аргоне создает более горячую дугу и разрушает поверхностные оксиды на свариваемом материале, а также стабилизирует сварочную ванну.Однако этот газ редко используется для плазмы, за исключением сварки тонких материалов при низких уровнях силы тока из-за его эрозионного воздействия на сварочные принадлежности. Дополнительное тепло, выделяемое водородом, значительно сокращает срок службы плазменного наконечника.

Защитный газ

Защитный газ течет по внешней стороне наконечника и внутри защитного колпачка. Это защищает сварочную ванну от воздействия атмосферы и гарантирует, что она не окисляется. Аргон также является наиболее часто используемым газом для защиты, за ним следуют аргон / водород и гелий.

Пилотная дуга защищает вольфрамовый электрод от загрязнения и используется для зажигания дуги плазменной сварки. Плазменная дуга используется для плавления тонкого баллона.

  • Аргон: Аргон - самый дешевый в использовании газ, он тяжелее воздуха, что обеспечивает хорошую защиту сварочной ванны, а также хорошую стабильность дуги. Это также обеспечивает наилучшее и самое длинное опускание вспомогательной дуги для вспомогательной дуги.Чем лучше растушевка, тем лучше сварочная дуга передается на свариваемую деталь.
  • Аргон / водород: Этот газ, состоящий из 95 процентов аргона и 5 процентов водорода, используется для производства нержавеющих сталей и сплавов на основе никеля. Создавая более горячую дугу и, в свою очередь, более горячую лужу, он сужает сварной шов и снижает глубину проплавления основного материала, снижая поверхностное натяжение лужи и обеспечивая более высокую скорость движения. Кроме того, он имеет тенденцию разрушать оксиды на поверхности лужи, создавая более стабильную лужу и более плавный поток.
  • Гелий: Этот газ на 25 процентов горячее аргона и используется для сварки алюминия, меди и медных сплавов, а также толстого титана. В этих материалах тепло очень быстро распространяется по металлу. Дополнительное тепло гелия дает преимущество, так как он выделяет тепло для сварочной ванны быстрее, чем он отводится. Однако, поскольку он легче воздуха, гелий улетает быстрее, и может потребоваться газовый прицеп на горелке, чтобы защитный газ оставался над сварочной лужей достаточно долго, чтобы лужа остыла.

Режимы работы

Плазменная сварка

имеет три различных режима работы, которые определяются в зависимости от силы тока, расхода плазменного газа и диаметра отверстия. Это микроплазменный режим, сильноточный режим и режим замочной скважины.

Режим микроплазмы в диапазоне от 0,1 до 15 ампер позволяет сварщику работать с большей длиной дуги по сравнению с GTAW и без возможности прикоснуться электродом к изделию. При низких сварочных токах дуга остается стабильной, что делает ее пригодной для сварки очень тонких материалов в деликатных ситуациях.Режим микроплазмы можно использовать для работы с инструментами и штампами, а также для ремонта пресс-форм.

Сильноточный режим, также известный как режим плавления, обычно находится в диапазоне от 15 до 400 А и используется для прецизионных и высококачественных операций. Он также используется в накладках, таких как твердые покрытия.

Защищенный электрод внутри горелки улучшает геометрию сварки и контроль проплавления. Этот режим также обеспечивает надежный перенос дуги и стабильность дуги. Однако этот метод может использоваться только в сочетании с большими отверстиями и точным контролем расхода плазменного газа, чтобы избежать выгорания плазменного наконечника.

В этом режиме вольфрам в горелке можно настроить двумя способами. В большинстве случаев электрод устанавливают заподлицо с концом наконечника. Это дает мягкую дугу, очень похожую на дугу GTAW. Второй способ - врезать вольфрам внутрь плазменного наконечника. Расстояние может варьироваться, но не должно превышать рекомендованное в книге значение. Углубление наконечника дает больше дуги столбчатого типа.

В режиме «замочная скважина», начиная с 100 ампер и выше, вольфрам утоплен в наконечнике, что увеличивает уровень тока и поток плазменного газа.

В этом режиме генерируется мощная плазменная дуга, очень похожая на лазерный луч. Во время сварки плазменная дуга пробивает материал, образуя замочную скважину в детали, при этом расплавленная сварочная ванна течет вокруг замочной скважины, образуя сварной шов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *