Что такое плазменная сварка прямого действия: Не найдено – HostiMan.ru

alexxlab | 03.05.2023 | 0 | Разное

Содержание

Плазменная сварка и плазмотроны прямого, косвенного действия

Для плазменной дуги характерны крайне высокая температура (до 30000°С) и широкий диапазон регулирования технологических свойств.

По сравнению с аргонодуговой сваркой плазменная сварка отличается более высокой проплавляющей способностью. Это дает ей следующие преимущества:

  • повышенную производительность;
  • меньшую зону термического влияния;
  • более низкие деформации при сварке;
  • пониженный расход защитных газов;
  • более высокую стабильность горения дуги;
  • меньшую чувствительность качества шва от изменения длины дуги (ввиду её неизменной геометрии по длине (рисунок 1).

Рис. 1. Плазменная (сжатая) дуга, горящая на графит

Плазмотроны прямого и косвенного действия

Плазменную дугу получают при помощи устройства под названием плазмотрон. Есть два способа подключения плазмотрона: для генерации дуги прямого действия (рис. 2,а) и для генерации дуги косвенного действия — плазменной струи (рис. 2,б).

Плазмотроны, подключаемые для генерации дуги, называют плазмотронами прямого действия, а для генерации плазменной струи — косвенного действия. Часто плазмотроны косвенного действия конструктивно отличаются от плазмотронов прямого действия системой охлаждения соплового узла плазмотрона. У первых она более эффективна.

Принцип действия и конструкция плазмотронов

В плазмотронах прямого действия плазменная дуга возбуждается между вмонтированным в газовую камеру стержневым — как правило, вольфрамовым — электродом и свариваемым изделием. Сопло электрически нейтрально от электродного (катодного) узла и служит для сжатия и стабилизации дуги.

В плазмотронах косвенного действия плазменная дуга создается между электродом и соплом, а поток плазмы выдувает плазменную струю.

Рис. 2. Схемы плазмообразования

Для плазменной сварки металлов обычно применяют плазмотроны с дугой прямого действия.

Сжатие столба дуги происходит следующим образом: рабочий газ, проходящий через столб дуги, нагревается, ионизируется и выходит из сопла плазмотрона в виде плазменной струи.

Плазменная дуга прямого действия по форме почти цилиндрическая и немного расширяется у поверхности изделия.

Плазменная дуга косвенного действия (струя) по форме представляет собой ярко выраженный конус с вершиной, обращенной к изделию и окруженной факелом. 

Слой газа, омывающий столб дуги снаружи, остается относительно холодным, образуя тепловую и электрическую изоляцию между плазменной дугой и каналом сопла. Плотность тока дуги в плазмотронах достигает 100 А/мм2, а температура — 15000–30000 °С.

Особенности дуг прямого и косвенного действия

У плазмотрона с дугой прямого действия плазменная струя совмещена со столбом дуги — в отличие от плазмотрона с дугой косвенного действия. Это значит, что для первого плазмотрона характерна более высокая температура и тепловая мощность.

Процесс возбуждения дуги непосредственно между электродом и изделием осуществить трудно. Поэтому сначала возбуждается дуга между электродом и соплом (дежурная), а когда ее факел касается изделия, происходит автоматическое зажигание основной дуги между электродом и изделием. 

Дежурная дуга отключается при устойчивом горении основной дуги. Обычно дежурная дуга питается от того же источника, что и основная, через токоограничивающие сопротивления.

В плазмотронах с дугой прямого действия в изделие вводится дополнительное тепло за счет электронного тока. КПД таких плазмотронов значительно выше, чем у плазмотронов с дугой косвенного действия. Поэтому плазмотроны с дугой прямого действия лучше применять для сварки, резки, наплавки, а плазмотроны с дугой косвенного действия — для напыления, нагрева и т.п.

Плазменная дуга может быть использована:

  • при сварке тонколистового материала толщиной менее 1 мм, включая тугоплавкие металлы;
  • при сварке металлов с неметаллами;
  • для наплавки и нанесения покрытий путем расплавления электронной или дополнительно подаваемой в дугу присадочной проволоки;
  • для пайки;
  • разделительной резки и поверхностной обработки различных металлов.

Плазменная сварка и ее особенности

Плазма образуется из газа путем прохождения через определенный промежуток в специальном устройстве, называемом плазмотроном. В горелке находится неплавящийся электрод из вольфрама, система охлаждения, отверстие для подачи газа.

Плазменная сварка чаще всего применяется для металлов, температура плавления которых слишком высокая, либо толщина которых составляет более одного сантиметра, так как такой вид сварки способен нагревать их до огромных температур.

Принцип действия электрода на металл такой же, как и при дуговой сварке

Существенная разница именно в температуре нагрева. В дуговой сварке она не может достигнуть более 7000 градусов, в отличие от плазменной сварки, в которой она может быть более 30000 градусов. Из-за того, что технология процесса дуговой и плазменной сварки почти одинаковая, нередко плазменную сварку называют «плазменно-дуговой». Стоит обратить внимание на то, что выполнять такую сварку можно даже на высоте, и в любом другом положении.

Из-за того, что температура сварки может достигать рекордных показателей, вариантов применения огромное множество, а список свариваемых металлов почти не ограничен. Это может быть как бронза, титан, нержавеющая сталь, так и латунь, железо, чугун, алюминий и другие виды стали.

Плазменная сварка применяется в изготовлении различных приборов, в сварке автомобильных запчастей, в пищевой и химической промышленности, изготовлении ювелирных украшений. Ее использование актуально практически везде, поэтому на сегодня она является одним из самых популярных способов сварки.

Для образования плазмы важен газ, обычно используют кислород, азот, атмосферный воздух или аргон. Сила тока при сварке может быть различной величины. При силе тока до 25 А принято сварку называть микроплазменной, величина среднего значения составляет от 25 до 150 А, а после 150 А считается работа с большой силой тока.

Технологический процесс сварки делится на два типа

Плазменная сварка прямого действия

Это наиболее популярный метод при создании сварочных швов. Он осуществляется путем соприкосновения электрода с металлической поверхностью, и в результате этого образуется электронная дуга. При сварке, например, алюминия, нужно внимательно следить за силой тока, подаваемой в электрод, так как это легкоплавкий металл, который может прожечься даже при небольшом отклонении от нормы. Обычно к сварочным аппаратам прилагается инструкция, в которой указана подходящая температура для различных видов металлов.

Дуга сначала зажигается за счет воздействия малой силы тока, затем при соприкосновении электрода с поверхностью свариваемой детали, в дугу поступает сила, больше первоначальной, требуемая для плавления металла. Дуга может быть подключена как к источнику питания с переменным, так и с постоянным током, но всегда прямой полярности. Она возбуждается за счет осциллятора.

Плазменная сварка косвенного действия

При косвенном действии сварка очень похожа по принципу работы с плазменной сваркой прямого действия, но существенным отличием является то, что источник питания подключен не к дуге, а к электроду и соплу. Поэтому образуется дуга между электродом и соплом, и затем из горелки уже выходит плазменная струя. Скорость струи полностью зависит от давления используемого газа внутри горелки. Внутри горелки газ становится плазмой. Из литра газа получается примерно 50 литров плазмы. Из-за такого колоссального увеличения объема она моментально вылетает из аппарата.

Однако плазменная сварка косвенного действия не так широко применяется, как прямого, хотя она гораздо удобнее, так как затрачивается небольшое количество газа, возможна работа без остановок даже при маленькой силе тока и создается большое давление, которое не дает расплавленному металлу брызгать в разные стороны. Благодаря этому, можно сваривать и резать металлические детали. Для резки нет необходимости в инертном газе, поэтому плазменная сварка самый подходящий вариант для этого процесса. Проблемой такого вида сварки является высокая стоимость оборудования для создания плазменной струи, поэтому и выполнение такой работы имеет также высокую цену.

Плазменная сварка | Полисуд