Схема плазменной сварки: Плазменная сварка схема и описание. Для проведения работ понадобятся. Плазменная сварка своими руками.

alexxlab | 25.09.1984 | 0 | Разное

Содержание

схемы и чертежи для изготовления из инвертора

На чтение 6 мин Просмотров 1.3к. Опубликовано

Выполнить работу по раскрою металла без соответствующего оборудования не так уж и просто. В связи с этим каждый мастер должен позаботиться о том, чтобы у него в мастерской был плазменный сварочный аппарат.

На данный момент подобный агрегат, который еще совсем недавно считался новинкой и использовался только на производстве, позволяет решать большинство задач, связанных со сваркой и резкой металла.

Схемы плазмореза

На крупных промышленных предприятиях аппарат плазменной сварки используется достаточно широко. Практически все задачи, связанные с ремонтными и строительными работами, требуют использования плазменной резки или сварки.

Там обычно используется специализированное малогабаритное оборудование, а для обработки крупных изделий применяются агрегаты с системами ЧПУ.

В бытовых целях покупать дорогостоящий прибор не всегда целесообразно. Особенно если нет необходимости в его постоянном использовании. В таком случае можно сделать устройство плазменной сварки своими руками.

Чтобы правильно изготовить самодельный прибор такого типа, необходимо в первую очередь выбрать подходящую схему. В данном случае чертеж будет одним из главных моментов, так как в нем указаны все основные конструкционные детали.

Во многих видео в интернете достаточно подробно показано, как сделать данное устройство. Там же можно найти и необходимые чертежи. Даже элементарных знаний и навыков электротехники будет достаточно, чтобы понять все условные обозначения, представленные на схемах.

Что нужно для плазмореза?

Наиболее простым вариантом сделать плазморез, будет изготовление устройства своими руками . Он отличается достаточно простой конструкцией, работоспособностью и доступностью основных деталей.

Схема устройства плазмотрона.

Самодельное оборудование резки с помощью плазмы не оснащается ЧПУ. Данный факт можно отнести скорее к преимуществам, чем к недостаткам. Конечно, сделать два абсолютно одинаковых изделия будет практически невозможно. С другой стороны нет необходимости приобретать одну из самых дорогих деталей.

Кроме того не каждый квалифицированный специалист способен самостоятельно сделать подобный узел. Покупать же готовые детали – практически тоже самое, что и купить новый инструмент.

Чтобы собрать плазменный аппарат, понадобятся следующие элементы:

  • компрессор для подачи газа под давлением;
  • ;
  • ;
  • защищенный электрический кабель;
  • шланги.

Сначала необходимо выбрать правильный компрессор для воздушно-кислородной системы. Выпускают два вида подобных агрегатов: поршневые и винтовые. Первые в свою очередь разделяются на масляные и без использования масла, а также на ременные и с прямым соединением.

Эксплуатировать компрессоры необходимо с соблюдением ряда правил:

  • работа в отрицательных температурах требует предварительного прогрева масла;
  • следует регулярно менять воздушный фильтр;
  • необходимо контролировать уровень масла;
  • раз в полгода следует проводить полную очистку от посторонних примесей;
  • по завершению работы делается сброс давления в системе.

Чтобы собрать плазменный сварочный инструмент своими руками, возможно использование простого компрессора сжатого воздуха. По тонким шлангам с соответствующими разъемами осуществляется воздухообмен. На входе устанавливают электрический клапан, регулирующий подачу воздуха.

Провод от устройства к горелке аппарата следует разместить в канале. Тут лучше размещать большой шланг, чтобы в нем мог поместиться кабель. Проходящий поток воздуха помимо своего прямого назначения будет также обеспечивать охлаждение провода.

Работа сварочного плазмореза требует силу тока, соответствующую величине, которая вырабатывается инвертором или трансформатором. Во втором случае установка получится громоздкой. Большой вес трансформатора в совокупности с баллоном или компрессором сделают аппарат немобильным.

Важным фактором является и низкий коэффициент полезного действия трансформатора, в связи с чем будет высокий расход электроэнергии при резке.

Плазменная сварка и резка. существенно проще, удобнее и выгоднее по расходам на электричество. В результате с использованием такого узла можно обеспечить приемлемую мобильность инструмента, способного резать металл толщиной до тридцати миллиметров.

Плазмотрон – второй по важности элемент данного приспособления. Этот узел отличается крайне сложным устройством. В связи с этим изготовить его самостоятельно практически невозможно, хотя чертежи подобной детали можно без труда найти в интернете.

Стоит отметить, что плазмотрон работает под высоким давлением и температурой. Если сделать что-либо неправильно, то он становится опасным. Собрать подобную деталь можно из уже готовых элементов, продающихся в специализированных магазинах.

Не стоит забывать и про рабочий газ. Изготавливая устройство резки плазмой, следует определиться с условиями его эксплуатации. В обработке черных металлов достаточным будет использование одного компрессора. Медь, титан и сплавы на основе меди потребуют азота, а алюминий – азота с водородом.

Сборка устройства

Плазменные сварочные аппараты тяжело разместить в переносном корпусе или ящике из-за большого количества узлов. В данном случае отлично подойдет складская тележка. На нее без проблем получиться , а также баллон с рабочим газом и кабельно-шланговую систему.

Из чего состоит плазморез?

В простой мастерской перемещать оборудование не составит труда, а вот выезд за пределы такой рабочей зоны можно осуществить путем погрузки инструмента в прицеп легкового автомобиля.

Итак, как сделать самодельный аппарат для сварки? В начале следует проверить совместимость выбранных элементов. Если это первая попытка сборки подобного инструмента, тогда лучше всего проконсультироваться с опытным специалистом, который уже собирал плазменные аппараты для сварки.

Сам процесс сборки включает следующие этапы:

  • подготовка деталей;
  • сборка электрической цепи в соответствии с выбранной схемой;
  • подключение компрессора с помощью шлангов;
  • в случае необходимости можно использовать источник бесперебойного питания.

Особенности работы

После сборки инструмента необходимо проверить его работоспособность.

Схема плазменного резака.

Принцип работы плазменного сварочного устройства выглядит следующим образом:

  • после включения на плазмотрон инвертором подается ток с высокой частотой;
  • между наконечником сопла и рабочим электродом зажигается дуга температурой до восьми тысяч градусов;
  • в камеру подается сжатый воздух, который из патрубка проходит в дугу, нагреваясь и расширяясь в объеме.
  • соплом формируется узкий рабочий поток, температурой до 30000°С;
  • на выходе формируется высокотемпературная плазма для резки.

Схема плазменной сварки представлена на рисунке.

Применение такого позволяет аккуратно кроить металлические детали. Качество выполняемой работы будет существенно выше, чем при использовании автоматов.

В результате, используя доступные в интернете схемы и чертежи, можно изготовить качественный инструмент для домашнего использования.

Итог

Самодельный микроплазменный сварочный аппарат – отличный инструмент для домашнего использования. С его помощью можно легко и без особых усилий осуществлять резку металла как с использованием защитных газов, так и с водой.

Сделать подобное оборудование, которое станет незаменимым в любой мастерской, под силу каждому. В интернете есть большое количество разнообразных схем этого прибора. Так что его изготовление не должно вызвать особых затруднений.

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 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.
 

Как сделать аппарат плазменной сварки своими руками?

Соединение поверхностей при сварке плазмой! Плазменная сварка – способ, кардинально отличный от всех существующих традиционных сварочных технологий.

Аппарат плазменной сварки

Проявляется это в существующих преимуществах плазменной сварки:

  • Безопасность процесса для сварщика;
  • Уникальная возможность экономии электричества;
  • Высокий уровень производительности, которым характеризуется соответствующий сварочный аппарат;
  • Обеспечение высококачественного результата сварки либо резки.

По своей сути плазменная сварка представляет собой инновационный процесс соединения металлических плоскостей. На сегодня данная разновидность активно применяется в отдельных отраслях производства: машиностроении, приборостроении, на авиационных предприятиях и др.

Используется плазменная сварка при необходимости получения шва высокой прочности. Характерно, что оборудование для плазменной сварки не требует кислородных баллонов.

Технология является экологически чистой, так как в ходе сваривания металла не происходит выделения вредных веществ и газов. Кроме того, посредством плазменного оборудования возможна не только сварка, но и резка металлов и сплавов (достаточно лишь обзавестись соответствующим резаком).

Подробнее о процессе сварки

Для верного представления о технологии сварочного процесса важно детально вникнуть в саму его суть. С точки зрения физики при плазменной сварке ионизированный газ (т.е. плазма) посредством сопла направляется на поверхность свариваемых деталей. Для образования плазмы необходимо обеспечить нагрев рабочего газа до высокой температуры. Достигается это за счет сильного электротока.

Процесс работы плазмой

Применять соответствующий аппарат можно для соединения:

  • Тонкостенных труб;
  • Различного рода тонких емкостей;
  • Деталей, изготовленных из фольги;
  • Отдельных элементов ювелирных изделий.

Самостоятельная сборка сварочного аппарата

Аппарат для плазменной сварки, а также резки металлов для своего функционирования нуждается лишь в сжатом воздухе и электричестве. В тех случаях, когда применяется компрессорное оборудование, аппарат потребует только электричества. В результате при осуществлении сварки требуется замена электродов, а также сопла плазмотрона.

Самостоятельное конструирование аппарата плазменной сварки требует кропотливой работы.

Прежде всего, необходимо заняться разработкой схемы блока питания. Именно от такого блока и зависит полноценное функционирование аппарата.

Для проведения работ понадобятся:

  • Дроссель от обычного аппарата сварки. Этот элемент необходим для стабилизации напряжения. Если не обеспечить стабильность, то скачки напряжения будут гасить плазму, так необходимую для сварки и резки;
  • Тиристорный трехфазный выпрямитель. Его включение в схему объясняется потребностью в ограничении тока в области 50 ампер;
  • Обычный стартер автомобиля. Эта деталь нужна для обеспечения автоматического поджога. Впрочем, возможно и применение обычного трамблера. Все это избавит от необходимости ручного поджога.

При создании плазменного сварочного аппарата особо пристальное внимание, безусловно, нужно уделить корпусу. При наличии всех необходимых материалов и неплохих металлообрабатывающих станков самостоятельное изготовление всех основных элементов не вызовет трудностей.

Шов после соединения деталей плазменной сваркой

Для полноценного представления о том, как выглядит собираемый аппарат сварки и резки, предлагаем изучить в интернете большое изобилие схем.

Ключевым элементом для сварки и резки является плазменная горелка. Конструкция ее такова, что это, по сути, удобная рукоятка, в которой расположены анод и катод.

Анод, будучи одновременно и соплом, изготавливается из меди. В ходе сварочного процесса происходит его охлаждение водой. В качестве катода же применяется вольфрам (в том числе и лантанированный).
Эти два элемента не контактируют, поскольку изолированы при помощи спецматериалов. Как правило, посредством асбеста.

Для возникновения плазменной дуги между анодом и катодом применяется постоянный ток, имеющий напряжение в 100 В. Именно такая дуга позволяет нагреть до необходимой высокой температуры газ. Сварка начинает работать: возникает поток плазмы, в котором и размещаются свариваемые детали (либо осуществляется резка металлов).

Таким образом, самостоятельное конструирование аппарата для проведения плазменной сварки вполне реально. Результатом станет возможность качественного соединения различных металлических деталей. Собственноручно собранный аппарат пригодится для многих случаев, особенно удобной плазменная сварка своими руками будет при ремонте личного авто.

Плазменная сварка металла. Микроплазменная сварка. Плазмотрон схема.

Плазменная сварка

Плазменная сварка — плазменная струя, применяемая для сварки, представляет собой направленный поток частиц или полностью ионизированного газа, имеющего температуру 10000…200000С. Плазму получают в плазменных горелках (плазмотронах), пропуская газ через столб сжатой дуги. В качестве плазмообразующих газов применяют азот, аргон, водород, гелий, воздух и их смеси.

Применяют два основных плазменных источника нагрева: плазменную струю, выделенную из столба косвенной дуги и плазменную дугу, в которых дуга прямого действия совмещена с плазменной струей.

Плазменная струя представляет собой независимый источник теплоты, позволяющий в широких пределах изменять степень нагрева и глубину проплавления поверхности заготовок. Тепловая мощность плазменной струи ограничена, и ее применяют для сварки и резки тонких металлических листов и неэлектропроводящих материалов, для напыления тугоплавких материалов.

Плазменная дуга обладает большой тепловой мощностью, имеет более широкое применение: для сварки высоколегированной стали, сплавов титана, никеля, молибдена, вольфрама. Плазменную дугу применяют для резки материалов (меди, алюминия), наплавки тугоплавких материалов на поверхность.

Плазменной дугой можно сваривать металл толщиной до 10 мм без разделки кромок и применения присадочного материала. Так как плазменная дуга обладает высокой стабильностью, то обеспечивается повышенное качество сварных швов. Это позволяет выполнять микроплазменную сварку металла толщиной 0,025…0,8 мм.

Рисунок 1 — Плазмотрон схема

Работа плазмотрона в режиме:
А — прямой полярности; Б — дуги косвенного действия (сопло 4 вы­полняет одновременно роль анода)

Принцип действия плазмотрона, питающаяся от источника 1, заключается в том, что дуга между электродом 2 и изделием 3 проходит через очень маленькое сопло 4. Именно проходя через сопло 4 плазмообразующий газ сжимает дугу. Защитное сопло 5 плазмотрона защищает зону горения от окружающего воздуха. Плазмообразующий и защитный газы проходят по двум независящим друг от друга каналам. В качестве плазмообразующего газа используют инертные газы (гелий, аргон) если речь идет о сварке изделий. Если же предполагается резка металлов, то основу плазмообразующего газа составляет очищенный от примесей воздух.

В зависимости от материала изделия плазменную сварку проводят на постоянном токе прямой полярно­сти или в импульсном режиме. Для этого плазмотрон со­единяют с источником питания 1 постоянного тока или источником питания, обеспечивающим импульсный ре­жим.

Микроплазменная сварка

Разновидностью плазменной сварки является микро­плазменная сварка. По конструкции это тот же плазмотрон, но меньших размеров. Микроплазменная сварка позволяет соединять различные материалы, сплавы, даже неметаллические изделия (пластмассы, диэлектрические материалы) вплоть до текстильных изделий. Устройство плазмотрона для микроплазменной сварки показано на рисунке 2.

Рисунок 2 — Плазмотрон для микроплазменной сварки

В корпусе 2 закреплен электрод 1 с помощью цанги 3. Корпус вставляется в верхний каркас 4. Сам каркас со­единен с нижним каркасом б через керамическую втул­ку 5. Вставленный во внутреннюю часть сопла 8 нако­нечник 7 соединен с нижним каркасом 6. Электрод 1 зажимается в цанге 3 с помощью гайки 9 и специальной втулки 11. Внутренняя конструкция плазмотрона заклю­чена в изолирующий корпус 10, который сверху закры­вается колпачком 12.

Для проведения плазменной и микроплазменной сварки в настоящее время применяются следующие ус­тановки: УПС-501, УПС-804 и УПС-301 для плазмен­ной сварки и установка А-1342 — для микроплазменной сварки.

Главный недостаток плазменной сварки – недолговечность горелок-плазмотронов.

Как сделать плазменный сварочный аппарат своими руками?

Современные инверторные сварочные аппараты покрывают большинство потребностей для получения неразъемных соединений металлических заготовок. Но в ряде случаев куда более удобным будет аппарат несколько иного типа, в котором основную роль играет не электрическая дуга, а поток ионизированного газа, то есть плазменный сварочный аппарат. Приобретать его для периодического использования не слишком рентабельно. Можно сделать такой сварочный аппарат своими руками.

Элементы для изготовления плазменного сварочного аппарата.

Оборудование и компоненты

Изготовить микроплазменный сварочный аппарат проще всего на основе уже имеющегося инверторного сварочного аппарата. Для выполнения такой модернизации вам понадобятся следующие компоненты:

  • любой инверторный сварочный аппарат для TIG сварки со встроенным осциллятором или без него;
  • сопло с вольфрамовым электродом от TIG-сварочника;
  • аргоновый баллон с редуктором;
  • небольшой кусочек прутка из тантала или молибдена диаметром и длиной до 20 мм;
  • фторопластовая трубка;
  • медные трубки;
  • небольшие кусочки листовой меди толщиной 1-2 мм;
  • электронный балласт;
  • резиновые шланги;
  • гермоввод;
  • хомуты;
  • проводка;
  • клеммы;
  • автомобильный бачок стеклоочистителя с электронасосом;
  • выпрямительный блок питания электронасоса стеклоочистителя.

Устройство плазменного сварочного аппарата.

Работы по доводке и изготовлению новых деталей и узлов потребуют использования следующего оборудования:

  • токарный станок;
  • электропаяльник;
  • горелка для пайки с баллоном;
  • отвертки;
  • нож;
  • пассатижи;
  • амперметр;
  • вольтметр.

Вернуться к оглавлению

Теоретические основы

Сварочный аппарат для плазменной сварки может быть одного из 2-х основных типов: открытого и закрытого. Основная дуга сварочного аппарата открытого типа горит между центральным катодом горелки и изделием. Между соплом, которое служит анодом, и центральным катодом горит только дежурная дуга для возбуждения основной в любой момент времени. Сварочный аппарат закрытого типа имеет только дугу между центральным электродом и соплом.

Сделать долговечный сварочный аппарат своими руками по 2-му принципу довольно трудно. При прохождении основного сварочного тока через сопло-анод этот элемент испытывает колоссальные тепловые нагрузки и требует очень качественного охлаждения и использования соответствующих материалов. Обеспечить термостойкость конструкции, когда делается такой аппарат своими руками, очень трудно. Когда делается плазменный аппарат своими руками, для долговечности лучше выбирать открытую схему.

Вернуться к оглавлению

Практическая реализация

Принципиальная схема плазменного сварочного аппарата.

Часто при кустарном изготовлении плазменного сварочного аппарата сопло вытачивают из меди. При отсутствии альтернативы такой вариант возможен, но сопло становится расходным материалом даже при прохождении через него только дежурного тока. Его придется часто менять. Если удастся достать небольшой кусочек кругляка из молибдена или тантала, лучше сопло изготовить из них. Тогда можно будет ограничиваться периодической чисткой.

Размер центрального отверстия в сопле подбирают опытным путем. Начинать нужно с диаметра 0,5 мм и постепенно растачивать его до 2 мм, пока поток плазмы не станет удовлетворительным.

Конусный зазор между центральным вольфрамовым катодом и соплом-анодом должен составлять 2,5-3 мм.

Сопло вкручивается в полую рубашку охлаждения, которая через фторопластовый изолятор соединяется с держателем центрального электрода. В рубашке охлаждения циркулирует охлаждающая жидкость. В качестве таковой в теплое время года можно использовать дистиллированную воду, зимой лучше антифриз.

Схема блока управления плазменного сварочного аппарата.

Рубашка охлаждения представляет собой 2 полые медные трубки. Внутренняя диаметром и длиной около 20 мм располагается на переднем конце внешней трубки с диаметром около 50 мм и длиной порядка 80 мм. Пространство между торцами внутренней трубки и стенками наружной запаивают тонкой листовой медью. В рубашку с помощью газовой горелки впаивают медные трубки диаметром 8 мм. По ним поступает и отводится охлаждающая жидкость. Кроме того, к рубашке охлаждения нужно припаять клемму для подачи положительного заряда.

Во внутренней трубке делают резьбу, в которую вкручивают съемное сопло из термостойких материалов. На выдвинутом конце наружной трубки также нарезают внутреннюю резьбу. В нее вкручивается изолирующее кольцо из фторопласта. В кольцо вкручивается держатель центрального электрода.

Через стенку наружной трубки в пространство между рубашкой охлаждения и фторопластовым изолятором впаивается трубка подачи аргона такого же диаметра, как для охлаждения.

По рубашке охлаждения циркулирует жидкость из бачка стеклоочистителя. Питание на насос его электродвигателя подается через отдельный выпрямитель на 12 В. Выход для подачи на бачке уже есть, возврат жидкости можно врезать через стенку или крышку бачка. Для этого в крышке сверлится отверстие и вставляется отрезок трубки через гермоввод. Резиновые шланги циркуляции жидкости и подачи аргона соединяются со своими трубками хомутами.

Схема плазменного наплавления порошка.

Положительный заряд берется от основного источника питания. Для ограничения тока через поверхность сопла подбирается подходящий электронный балласт. Подаваемый электрический ток должен иметь постоянное значение в районе 5-7 А. Оптимальная величина тока подбирается экспериментально. Это должен быть минимальный ток, который обеспечивает устойчивое горение дежурной дуги.

Возбуждение дежурной дуги между соплом и вольфрамовым катодом может осуществляться одним из двух способов. Встроенным в сварочный аппарат осциллятором или при его отсутствии контактным способом. Второй вариант требует усложнения конструкции плазменной горелки. Держатель центрального электрода при контактном возбуждении делают подпружиненным относительно сопла.

При нажатии на резиновую кнопку штока, соединенного с держателем электрода, острый конец центрального вольфрамового катода контактирует с конусной поверхностью штока. При коротком замыкании в точке контакта резко повышается температура, что позволяет возбудить дугу при отведении пружиной катода от анода. Контакт должен быть очень кратковременным, иначе поверхность сопла пригорит.

Возбуждение тока высокочастотным осциллятором предпочтительнее для долговечности конструкции. Но его приобретение или даже изготовление делает самодельный сварочный аппарат для плазменной сварки нерентабельным.

При работе положительный вывод сварочного аппарата соединяется с деталью без балласта. Когда сопло оказывается на расстоянии несколько миллиметров от заготовки, электрический ток переключается с сопла на деталь. Его значение вырастает до выставленного на сварочном аппарате, а образование из аргона плазмы интенсифицируется. Регулируя подачу аргона и сварочный ток, можно добиться необходимой интенсивности течения плазмы из сопла.

Вернуться к оглавлению

Дополнительные указания

Схема плазменной сварки открытой и закрытой плазменной струей.

Недостатком этой конструкции является расход аргона. Баллона хватает на несколько часов непрерывной работы. Вместо аргона можно использовать сжатый воздух или водяной пар. Такие модификации больше подходят для плазменной резки металлов. Так как эти газы не являются нейтральными и окисляют металл.

Кроме того, горение дуги в атмосфере этих газов не такое устойчивое, как в аргоне. Работа на воздухе ускоряет износ и засорение сопла. В плазмотронах заводского изготовления воздух проходит предварительное осушение и очистку.

В самодельных аппаратах для подачи воздуха используют автомобильные компрессоры на 12 В с производительностью до 50-60 л/мин. Для работы на воде нужен портативный парогенератор. Это может быть металлическая герметичная емкость с установленными внутри нее титановыми электродами. Заполнять ее нужно дистиллированной водой. Подключение электродов выполняется к сети переменного тока на 220 В.

Часто для эффективно отсечения кислорода поверх рубашки охлаждения устанавливают еще 1 кожух-сопло. На его вход подают гелий или аргон. Поток из этого сопла струится вокруг потока плазмы.

В качестве источника питания необязательно использовать инвертор или сварочный выпрямитель. Для этого можно применять любой диодный мост, выдерживающий ток от 50 А. Точное значение регулируется дополнительным дросселем.

(PDF) ВЫБОР СХЕМЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАЗЕРНО-ПЛАЗМЕННОЙ РЕЗКИ И СВАРКИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 10 (55), 2018 65

Список литературы

1. Patent 1547172 Великобритания, МКИ B23K

26/00, 9/00. Methods and apparatus for cutting, weld-

ing, drilling and surface treating / W. M. Steen. –

Опубл. 06.06.79.

2. Patent US4167662 США, МКИ B23K 9/00.

Methods and apparatus for cutting and welding / W. M.

Steen. – Опубл. 11.09.79.

3. Steen W. M., Eboo M. Arc augmented laser

welding // Metal Construction. – 1979. – Vol. 11, No. 7.

– P. 332-335.

4. Clarke J., Steen W. M. Arc augmented laser cut-

ting // Proceedings of the Laser 1979 Conf., Germany,

Munich, 1979. – P. 247.

5. Steen W. M. Arc augmented laser processing of

materials // J. of Appl. Phys. – 1980. – Vol. 51, No. 11.

– P. 5636-5641.

6. Mazumder J., Steen W. M. Laser welding of

steels in can making // Welding J. – 1981. – Vol. 60, No.

6. – P. 19-25.

7. Кривцун И.В. Комбинированные лазерно-

дуговые процессы обработки материалов и устрой-

ства для их реализации // Дис. … докт. техн. наук:

05.09.10. Инcтитут электросварки им. Е.О. Патона

НАНУ, Киев. – 2002. – 393 с.

8. Сидорец В.Н. Лазерно-микроплазменная

сварка алюминиевых сплавов / В.Н. Сидорец, А.И.

Бушма, В.Ю. Хаскин // Збірник наукових праць

НУК, №3-4, 2012. – С. 26-31.

9. Krivtsun I. V. Application of diode and CO2 la-

sers in laser-plasma welding of thin sheet aluminum al-

loys / Krivtsun I. V., Khaskin V. Yu., Zatserkovny A.

S., Bernatsky A.V. // Welding and Material Testing /

Sudarea şi Încercarea Materialelor. – BID ISIM.

– 2009. –XVIII. – №3. – p.47-51.

10. Hybrid laser-plasma welding of aluminium al-

loys / Krivtsun I.V., Shelyagin V.D., Khaskin V.Yu.,

Shulym V.F., Ternovoj E.G. // The Paton Welding

Journal, №5, 2007. – Р. 36-39.

11. Khaskin V.Yu. Development of laser welding

of aluminium alloys at the e.o. paton electric welding

institute (Review) // The Paton Welding Journal, №5,

2013. – Р. 51-55.

12. Krivtsun I. V. Hybrid laser-plasma welding of

stainless steels / I.V. Krivtsun, A.I. Bushma, V.Yu.

Khaskin // The Paton Welding Journal, №3, 2013. – Р.

46-50.

13. Krivtsun I. V. Laser-plasma welding of stain-

less steels and aluminum alloy / I.V. Krivtsun, A.I.

Bushma, V.Yu. Khaskin // Reports of the National

Academy of Sciences of Ukraine, 3, 2013. – P. 76-82.

14. Patent US5700989 США, МКИ B23K 26/00,

10/00. Combined Laser and Plasma Arc Welding Torch

/ I.S. Dykhno, I.V. Krivtsun, G.N. Ignatchenko. –

Опубл. 23.12.97.

15. Patent US6388227 B1 США: Combined Laser

and Plasma-Arc Processing Torch and Method. /

I.Dykhno, G.Ignatchenko, Е.Bogachenkov. – Опубл.

14.05.2002.

16. Patent US5866870 США, МКИ B23K 10/00,

26/00. Enhanced Laser Beam Welding / R.P. Walduck.

– Опубл. 02.02.99.

17. Kim C.H. CO2 Laser-Micro Plasma Arc Hy-

brid Welding for Galvanized Steel Sheets / C.H. Kim,

Y.H. Ahn, J.H. Kim // Transactions of Nonferrous Met-

als Society of China. – 2011. – V.21, Supplement 1. –

P. s47-s53.

18. Qualification of Nd:YAG and CO2 Laser

Plasma Hybrid Welding with Filler Material Powder /

K. Stelling, M. Lammers, H. Schobbert, et al. // Weld-

ing and Cutting. – 2006. – V.5, No.6. – P. 330-334.

19. Bushma A.I. State-of-the-art of hybrid laser-

plasma welding (Review) // The Paton Welding Jour-

nal, №8, 2015. – Р. 18-25.

20. Patent ZL201610092501.6 Китай, МКИ

В23K 26/00. Способ гибридной лазерно-микроплаз-

менной сварки / V. Khaskin, D. Cai, V.Korzhyk, I.

Krivtsun, S. Peleshenko, S. Han, Z. Luo, X. Wang. –

Опубл. 08.03.2018.

21. Особенности сварки алюминиевых сплавов

лазерным, микроплазменным и гибридным спосо-

бами / В.Д. Шелягин, В.Ю. Хаскин, А.А. Чайка и

др. // Сварщик, №3, 2014. – С. 30-35.

22. Optimisation of the processes of laser, micro-

plasma and hybrid laser–microplasma welding of alu-

minium alloys / A. M. Orishich, A. G. Malikov, V. D.

Shelyagin, V. Yu. Khaskin & A. A. Chayka // Welding

International, Vol.30, No.12, 2016. – Р. 957–961.

23. Ishide T. Latest MIG, TIG Arc-YAG Laser

Hybrid Welding Systems for Various Welding Prod-

ucts / T. Ishide, S. Tsubota, M. Watanabe // 1st. Inter-

national Symposium High-Power Laser Macro. –

Osaka: SPIE, 2002. – P. 347-352.

24. Process Monitoring and Macrostructure Ex-

amination of Low Laser Power Hybrid Gas Metal Arc

Welding on A36 Steel / C. Roepke, S. Liu, S. Kelly, R.

Martukanitz // IIW Doc. IV-1030-10, 2010.

25. Characteristics Comparison of Laser-TIG Arc

Interaction Using High Power CO2 and Yb:YAG Laser

/ W. Shikai, X. Rongshi, Y. Wuxiong, C. Kai // Chinese

Journal of Lasers. – 2010. – No.10. – P.2667-2671.

26. Haun E. Messer to Debut Metal Master Xcel //

Marine Link, October 20, 2014. – Электронный ре-

сурс: https://www.marinelink.com/news/metalmaster-

messer-debut379313

27. Patent US005350897A США, МКИ В23K

10/00. Hybrid laser-plasma arc cutting apparatus com-

bined with a punch press / V.L. Chun. – Опубл.

27.09.1994.

28. Patent US005635086А США, МКИ В23K

10/00, В23K 26/00. Laser-plasma arc cutting apparatus

/ J.V. Warren, C.E. Stanley, S.C. Florence. – Опубл.

3.06.1997.

29. Patent US007960669B2 США, МКИ B23K

10/00, В23K 26/00. Hybrid thermal cutting apparatus /

Y. Yamaguchi, T. Kabata, I. Kamada. – Опубл.

14.06.2011.

30. Plasma welding with a superimposed coaxial

fiber laser beam / S. Rose, A. Mahrle, M. Schnick etc.

// Welding in the World, V.57, Issue 6, November

2013. – pp. 857-865.

31. Cutting the sheet of carbon steels by laser ra-

diation / V. Khaskin, V. Korzhyk, V. Shevchenko etc.

// Scientia. Техника, №1, 2016. – С. 13-18.

Плазменно-дуговая сварка (со схемой) | Металлургия

Мы знаем, что существуют различные методы автоматической и полуавтоматической дополнительных процессов сварки. «Плазменно-дуговая» сварка – одно из них. Плазменно-дуговая сварка заменяет процесс сварки TIG Arc, предлагая более высокую скорость сварки и лучшее качество сварки, для сварки тонких металлических секций при токе на 0,1 А ниже диапазона дуги TIG.

Ручная плазменная сварка работает в диапазоне от 0,1 до 100 А от более тонкой фольги до толщины 3-4 мм для нержавеющей стали, никеля и никелевых сплавов, меди, титана и т. Д.

ИОН – это атом или группа атомов, которые заряжены положительно (катион) или отрицательно (анион) в результате потери или усиления электронов во время химических реакций или воздействия определенных форм излучения. В нормальном состоянии атом не имеет внешнего заряда.

Когда происходит перенос электронов, атом будет демонстрировать положительный (+) или отрицательный (-) заряд в зависимости от того, потерял он или получил электроны. Заряженный атом называется «ИОН», и когда в этот перенос вовлечена группа атомов, газ становится «ИОНИЗИРОВАННЫМ», т.е.е. электрически заряженный.

Но плазма – это газовая область, в которой практически отсутствует результирующий заряд, то есть, где положительные «ИОН» и элементы равны по количеству, область является электрическим проводником и подвергается воздействию электрических и магнитных полей.

В плазменной дуге горелка TIG создает плазменный эффект за счет защиты из аргона и вольфрамовой дуги. Но плазменную струю можно получить, поместив вольфрамовый электрод по центру внутри суженного медного сопла с водяным охлаждением.

Есть два процесса плазменно-дуговой сварки:

(1) Плазменная дуга без переноса и

(2) Плазменная дуга с переносом. Техника и оборудование разные.

В технике без переноса вольфрам подключается к отрицательному полюсу (-) источника питания постоянного тока, а сопло – к положительному полюсу (+). Газ подается в сопло, и когда между вольфрамовым электродом и соплом возникает дуга, газ ионизируется при прохождении через дугу.

Из-за ограниченной формы отверстия сопла ионизация значительно увеличивается, и газ выходит из сопла в виде высокотемпературной и высокоскоростной плазменной струи. Он имеет цилиндрическую форму и очень узкий диаметр. Температура повышается до 10 000 ° C. Это называется непереносимой плазменной дугой (рис. 18.1).

В процессе плазменной резки и плазменной наплавки в процессе плазменной резки с переносом газа ограничивающее отверстие находится во внутреннем сопле с водяным охлаждением, внутри которого вольфрамовый электрод расположен по центру.И «работа», и сопло подключены к аноду, а вольфрамовый электрод – к катоду источника постоянного тока.

Поток газа аргона с низкой плазмой, аргон-гелий или аргон-водород необходим для предотвращения нарушения сварочной ванны. Таким образом, во внешнее защитное сопло подается дополнительный аргон для защиты сварного шва. Высокочастотный блок, питаемый от отдельного источника от сети, инициирует пилотную дугу. Сопло горелки располагается точно над работой.

Дуга передается от электрода к работе через плазму.Эта дуга позволяет достичь температуры до 17000 ° C. Для формирования дуги в конструкцию сопла могут быть включены два вспомогательных газовых канала на каждой стороне основного отверстия. Прохождение более холодного газа через них сжимает круговую форму струи до овальной формы, что дает более узкую зону термического влияния и увеличивает скорость сварки (рис. 18.2).

Газы плазменной дуги :

Чистый аргон в основном используется для плазменно-дуговой и защитной сварки металлов, таких как титан и цирконий, которые имеют сильное сродство к водороду.Для нержавеющей стали и высокопрочных никелевых сплавов используется аргон или смеси аргона с водородом.

Для этого используются смеси

аргона и 5-15% водорода. Для меди, никеля и их сплавов аргон используется для более тонких профилей. Аргон и гелий используются при сварке плавлением более тонких секций, а гелий для отверстий и защитного газа для металлов толщиной более 3 мм.

Техника сварки :

Используя токи 25-100А, можно сваривать квадратные стыковые соединения нержавеющей стали 0.Толщина 8–3,2 мм без румпельной тяги. При стыковой сварке очень тонких участков кромки стыка должны находиться в постоянном контакте, чтобы каждая кромка плавилась и вплавлялась в сварной шов.

В более высоких диапазонах тока соединения толщиной до 6 мм можно сваривать за один проход. Нахлесточные и угловые сварные швы, выполненные с помощью присадочного прутка, похожи по внешнему виду и используют технику, аналогичную тем, которые выполняются с помощью ручного процесса TIG.

Плазменный спрей для твердого покрытия :

Существует несколько методов нанесения плазменной наплавки распылением и плавлением.В этом методе плазменная дуга расплавляет частицы порошка с твердым покрытием, и высокоскоростной газовый поток переносит расплавленные частицы на поверхность. Этот метод особенно подходит для нанесения огнеупорных покрытий, поскольку он обеспечивает лучший изгиб с основным металлом, чем метод распыления и плавления.

Для этого процесса поставляются порошки на основе кобальта, никеля и вольфрама. Более подходящими областями применения являются детали газовых турбин, такие как уплотнительные кольца газовых турбин, детали смесителя и подачи, листы и изнашиваемые накладки и т. Д.

Твердосплавная наплавка с плазменным переносом дуги:

Процесс осаждения порошка полностью автоматизирован и использует твердое состояние – порошок SCR подается из дозатора порошка, работающего по принципу вращающегося барабана. Скорость подачи порошка регулируется путем изменения отверстия подачи на вращающемся колесе с накаткой, на которое подается регулируемая лента порошка, и подача порошка может регулироваться для обеспечения скорости подачи при подъеме и спуске.

Этот порошок взят с рис.18.4 Плазма переносится дуговой контейнер для работы в потоке аргона и плавится в плазме, аргон обеспечивает защиту вокруг зоны нагрева плазмы. Он применим к сплавам на основе кобальта, никеля, железа с хромом или молибденом. Применения включают в себя седла клапанов, замки бурового инструмента, вставки задвижек, крейцкопфы для дизельных двигателей и т. Д. (Рис. 18.4).

Плазменно-дуговая резка :

Существует множество способов резки металла – газовая резка (кислородная резка), металлический электрод, угольный электрод, воздушно-дуговая резка и плазменная резка.Вся дуговая резка основана на плавлении металла при резке теплом электродной дуги.

Дуговая резка применяется для чугуна, легированных сталей, цветных металлов, а также металлолома. Но плазменная резка обеспечивает чистые срезы на высоких скоростях при резке алюминия, мягкой стали, нержавеющей стали и электропроводящих материалов.

Дуга зажигается между электродом и токопроводящим телом горелки или держателя дуги. Газовая смесь или воздух проходит под давлением через отверстие сопла и огибает дугу.Он представляет собой поток высокотемпературной ионизированной плазмы. Дуга передается от сопла и проходит между электродом и «работой».

Используемые газы: аргон, водород, азот; также требуется высокое напряжение до 300В; обрыв цепи и около 170В в процессе резки. Для резки также используются аргон-водород и аргон-азот. Любая комбинация газов может быть выбрана произвольно в зависимости от материала и толщины.

Фактическая пропорция газов будет зависеть от характера работы или металлов.Вольфрамовый электрод может иметь диаметр 1,6 или 2 мм. Это дает срез шириной около 2,5–3,5 мм с расстоянием от резака до детали около 10 мм при резке с током около 250 А.

Следует отметить, что водород является взрывоопасным газом, и азот соединяется с кислородом атмосферы с образованием оксидов азота – монооксида азота (NO), оксида азота (NO 2 ), диоксида азота (N 2 O ). 4 ) в пылу дуги.

Защита должна быть обеспечена в хорошо вентилируемом магазине и в надлежащих средствах защиты линз (всегда надеваться во время плазменной резки).В конце резки дуга автоматически гаснет, или резак можно оторвать от работы. Горелка может иметь ручное или машинное управление, дуга снабжена запасными электродами, режущими наконечниками и теплозащитными экранами.

Схема плазменной сварочной горелки.

Контекст 1

… в какой-то степени Русанова. 27 Эта модель, в которой режимы течения разделены на три области, оказывается очень стабильной численно. Холодные области течения, т.е.т.е. области, близкие к входной плоскости во внутреннем потоке, и области, близкие к корпусу горелки во внешнем потоке, хорошо представлены T р 2000 К. Области, близкие к сердцевине дуги, характеризуются температурами между 2000 и 10 000 К как во внутреннем, так и во внешнем потоках. Для сердечника дуги характерны температуры выше 10 000 К. В более холодных регионах, где массовая плотность высока, ␮ r имеет меньшее постоянное мультипликативное значение по сравнению с более горячими регионами, где массовая плотность ниже.Постоянные мультипликативные коэффициенты для неявных и явных членов в осевых направлениях также зависят от температуры. Они получены методом проб и ошибок путем отслеживания местоположения максимальных и минимальных значений температуры, давления и скорости по всей области во время маршевого процесса. Значения коэффициентов выбираются на основе идеи, что недостаточная диссипация приводит к нефизическим решениям. Вышеупомянутая модель рассеяния используется для моделирования случая перенесенной дуги для полного тока 100 А.Коэффициенты в неявном и явном членах должны быть увеличены в 2 или 3 раза для случая более высокого тока 150 А. Это показывает, что вышеупомянутая модель искусственной диссипации является общей по форме, требующей лишь незначительных изменений коэффициентов для получения стабильные решения для разных рабочих токов. Основные уравнения в гл. II решались численно в соответствии с процедурами, изложенными в разд. III. Физическая область для расчета внутреннего потока состоит из части, простирающейся примерно на 8 мм внутрь от выходной плоскости резака.Острие катода находится примерно в 3 мм от выходной плоскости. Эта часть горелки была включена, поскольку важно смоделировать область до того, как плазменный газ встретится с дугой. Этот расчет внутреннего потока не включает внешний концентрический канал, по которому проходит защитный газ. Радиальная протяженность области для внешнего потока принимается равной восьмикратному радиусу сопла горелки 1,5875 мм ͒, а распределение скорости и температуры защитного газа на выходе из внешнего канала задается в качестве граничных условий на входе для внешнего потока. расчет расхода.Таким образом, область для внешнего потока представляет собой прямоугольник размером 9,5 на 12,7 мм, где 9,5 мм – это расстояние отклонения. Для расчета внутреннего течения использовалась сетка из 50 Â 32 точек, а для расчета внешней плазменной струи – сетка из 30 Â 80 точек. Было обнаружено, что эти сетки адекватно разрешают градиенты в проблеме. Эти расчеты проводились на 8-процессорной рабочей станции силиконовой графики Challenger L. В состав претендента входят 8 процессоров IP19 200 МГц.Используя безразмерный временной шаг 8,0 ϫ 10 4, соответствующий размерному временному шагу 1,36 нс ͒, решение, сходящееся к четырем десятичным разрядам, было получено для расчета внутреннего потока примерно за 12 часов процессорного времени. Расчет внешнего потока потреблял примерно столько же вычислительных ресурсов. Результаты этих расчетов обсуждаются здесь и сравниваются с имеющимися экспериментальными измерениями для данной конкретной геометрии горелки. 4 Снова обратимся к рис. 2 ͑ a ͒ и 2 ͑ b для получения подробной информации о геометрии горелки и ее расположении относительно заготовки.Хотя размеры указаны на рисунках, для удобства мы приводим здесь критические размеры. Диаметр электрода составляет 3,175 мм, а его конец имеет коническую форму, выходящую на 1,42875 мм за прямую часть катода. Отверстие или сужающее сопло имеет диаметр 6,35 мм и сужается до диаметра 3,175 мм в отверстии. Эта поверхность CD отверстия на фиг. 2 ͑ a проходит между 0,9525 и 3,7825 мм от кончика катода или электрода, причем последняя длина определяет положение выходной плоскости относительно кончика электрода.Расстояние зазора ͑ т.е. расстояние от выхода резака до заготовки ͒ составляет 9,525 мм. Враждебный характер окружающей среды горячей дуги ограничивает количество возможных экспериментальных измерений. Внутренний поток не может быть диагностирован. Аппарат состоял из плазменной горелки B&B Precision Machine HEC-300A, разработанной совместно с Лабораторией материалов и обработки Центра космических полетов им. Маршалла НАСА, источника питания переменной полярности модели Хобарта VP-300-S, газового коллектора и связанных электрических цепей. и охлаждающие соединения.4 Некоторые из ключевых особенностей горелки B&B – это конструкция с самоцентрирующимся электродом, повторяемая регулировка отклонения электрода, герметичное уплотнение и способность выдерживать ток 300 А при работе в режиме переменной полярности и 360 А при работе с отрицательным электродом. Т.е. перенесенный дуговый ͒ режим. Вид этого резака в разрезе показан на рис. 1. Блок питания Hobart был способен выдавать постоянный выходной ток 3–299 А при напряжении до 50 В для каждой полярности. Сварочная горелка была установлена ​​на подвижной платформе, приводимой в действие превосходным шаговым двигателем с замедленной синхронизацией и управляемым компьютером в трех координатных направлениях.Переносимый ток дуги контролировался с помощью двух незаметных датчиков тока / Вт на эффекте Холла PI-600 ͑ от F. W. Bell Corp.. Потоки плазмы и защитного газа контролировались с помощью массового расходомера Omega FMA-5609 в диапазоне 0–5 л / мин ͒ и массового расходомера Cole – Palmer GMF-1710 в диапазоне 0–15 л / мин соответственно. Аргон использовался как плазменный газ, а также как защитный газ. Измерения давления торможения проводились на водоохлаждаемом медном блоке, снабженном отводом давления. Давление регистрировали с помощью датчика давления серии Omega PX150.Сканируя горелку мимо стационарного отвода давления, можно было измерить радиальный профиль давления торможения поперек плазменной дуги для заданного расстояния зазора. Важно отметить, что это значительно отличается от типичной ситуации, возникающей во время сварки, когда образуется замочная скважина. Тем не менее, эти измерения давления служат для получения данных, с которыми можно сравнивать модель. В более ранних работах были подтверждены расчеты с использованием ограниченных экспериментальных измерений.Скотт и др. 8 и Мерфи и др. 10 сравнили результаты своих расчетов с изотермами, полученными экспериментально для свободных струй. Использование измеренных значений температуры в качестве индикатора надежности модели сомнительно, поскольку методы измерения делают неотъемлемые предположения об излучательном состоянии плазмы, т. Е. О том, что плазма находится в локальном термодинамическом равновесии (ЛТР) в том, что касается излучения. ͔. Fincke et al. 29 обсуждаются результаты, полученные двумя методами – экспериментами по энтальпийному зондированию и лазерному рассеянию света.Мерфи и др. 10 указывают на то, что сравнения, представленные Скоттом и соавт. 8 являются подозрительными, поскольку они использовали эмиссионную спектроскопию для получения экспериментальных профилей температуры, метод, который основан на излучательных свойствах газа в ЛТР. С другой стороны, метод рассеяния лазерного света для измерения температуры, использованный Мерфи и др. 10 требует точного знания местного состава газа. Настоящая модель была подтверждена в предыдущей работе с использованием подробных измерений профилей скорости, температуры и концентрации атомарного водорода в потоке водородной струи низкого давления.23 К сожалению, подробные экспериментальные измерения профилей температуры и доли ионизации для перенесенных дуг недоступны. Поэтому в настоящей работе предсказания этой проверенной модели сравниваются с экспериментальными измерениями радиальных профилей давления торможения. Эти измерения проводились на медной пластине с водяным охлаждением при падении на нее плазменной струи путем сканирования горелки. 4 Прогнозы модели сравниваются с экспериментальными измерениями при двух разных уровнях тока, 100 и 150 А.Важно сравнить экспериментальные условия с величинами, предписанными в модели и численных расчетах. В эксперименте полный ток задан 100 или 150 A, общий объемный поток в горелку известен как 13 футов 3 / ч или CFH, а полная мощность ͑ произведение напряжения на клеммах V и полного тока I в факел известно. Давление измеряется перед областью, выбранной в качестве впускного отверстия в модели, и газы поступают в горелку при комнатной температуре.Чтобы сделать возможным сравнение нашей модели и эксперимента, мы гарантируем, что к модели наложены сопоставимые условия. При постановке модели и последующем численном расчете также прописывается полный ток. Это определяет величину магнитной индукции вне токоведущей дуги. При расчете также задаются давление торможения и температура торможения на входе в горелку. Это эквивалентно экспериментальной установке расхода, хотя массовый расход является предсказанной величиной в наших расчетах.Мы предписываем значение 30 дюймов водяного манометрического давления для 100 А и 60 дюймов водяного манометрического давления ͒ для 150 А для общего давления. Затем рассчитывается массовый расход в установившемся режиме. Если рассчитанное значение ниже или выше, чем в эксперименте, общее давление повышается ͑ или понижается ͒, и все вычисления повторяются до тех пор, пока массовый расход не будет соответствовать значению эксперимента. Точно так же значение минимальной проводимости устанавливается таким образом, что ͐ ᭙ (E – j) d ᭙ ϭ VI, где ᭙ представляет вычислительный объем, V – экспериментально измеренная разница напряжений на клеммах между электродом и заготовкой, а I – измеренный полный ток. .Резюмируя, в эксперименте I ͑ полный ток ͒, Q ̇ in ͑ объемный расход входящего газа ͒ и мощность ϭ VI потребляемая электрическая мощность являются фиксированными и известными. В нашей модели B ␪ на …

Context 2

… разряды с большими токами, порядка сотен ампер, возникают во многих приложениях, начиная от промышленных дуговых печей и мощных переключателей до синтез и обработка материалов. 1 Плазменные горелки – важный класс электрических дуг, используемых при сварке.Сварка – один из основных промышленных процессов, широко используемых в производстве и при изготовлении компонентов, используемых во множестве коммерческих приложений. Несмотря на их широкое коммерческое использование, существует несколько подробных моделей, описывающих сильноточные электрические дуги из первых принципов. Моделирование этих дуг может дать возможность глубокого понимания самого процесса, а также помочь в проектировании плазменных горелок и улучшении плазменных процессов. В этой статье описывается модель такой сварочной дуги и сравниваются прогнозы модели с экспериментальными измерениями.Процессы электродуговой сварки, как правило, состоят из электрода и детали с противоположными полярностями. Дуга зажигается путем приложения электрического поля между двумя электродами, вызывающего протекание тока через столб ионизированного газа ͑, образовавшийся между электродами ͒. Тепло, генерируемое внутри дуги, создает высокие температуры, необходимые для поддержания газа в ионизированном состоянии. Тепловая энергия передается заготовке в основном за счет потоков частиц, вызывающих ее плавление. Последующее затвердевание этой расплавленной области, называемой сварочной ванной, образует сварной шов или фактическое соединение.Существует несколько способов дуговой сварки. Из них плазменная дуговая сварка PAW имеет несколько преимуществ по сравнению с другими, такими как дуговая сварка вольфрамовым электродом GTAW ͒ и дуговая сварка газом и металлом ͑ GMAW ͒. Во-первых, PAW имеет непрерывный принудительный поток плазменного газа, в результате чего высокоскоростная плазменная струя сталкивается с заготовкой ͑ переносимой дугой ͒, обеспечивая тем самым проплавление, достаточное для создания глубокого сварного шва. Напротив, GTAW и GMAW представляют собой свободно горящие дуги, где поток, если он есть, индуцируется магнитогидродинамической, МГД, накачкой от дуги.Возможно управление плазменной дугой в режиме «ключ-вырез». В этом режиме струя плазмы проникает в заготовку, плавясь насквозь, открывая отверстие перед движущейся струей, которое закрывается при охлаждении. Таким образом, процесс PAW имеет возможность формировать глубокий и относительно узкий сварной шов за один проход, тогда как GTAW требует нескольких проходов для достижения того же самого. Во-вторых, принудительный поток позволяет ограничить унос атмосферного кислорода из окружающей среды. Это особенно важно, когда поверхность склонна к окислению.Важным примером такого применения является сварка больших алюминиевых пластин, составляющих внешний бак космического транспортного шаттла. 3 Наконец, PAW может работать в режиме прямой полярности, обратной полярности или переменной полярности. Разряд инициируется приложением высокочастотного напряжения, накладываемого на смещение постоянного тока между внутренним электродом катодом ͒ и суживающим соплом анодом, чтобы создать пилотную дугу. После возникновения вспомогательной дуги высокочастотный пускатель отключается.Сопло поддерживается положительным ͑ примерно на 20 В относительно электрода всякий раз, когда используется пилотная дуга. Основная дуга переносимая дуга ͒ впоследствии зажигается между заземленной заготовкой и внутренним электродом путем передачи разряда. Такая дуга называется переносимой дугой, и численная модель потока плазмы в такой дуге является предметом данной статьи. Электрод смещен отрицательно примерно на 30 В относительно обрабатываемой детали в исследуемой здесь переносимой дуге.Типичный узел горелки PAW состоит из концентрического центрального электрода с двумя окружающими внешними поверхностями, которые ограничивают потоки основного плазменного газа и защитного газа, как схематично показано на рис. 1. Они называются суживающим соплом и соплом защитного газа соответственно. . Сужающееся сопло ограничивает плазменный газ и действует как анод для поддержки вспомогательной дуги, т. Е. Непереносимой дуги. Защитный газ проходит через кольцевое пространство между суживающим соплом и соплом защитного газа.И плазма, и защитный газ инертны. Обычно плазменным газом является аргон, а защитным газом является либо сам аргон, либо гелий. В этой статье мы моделируем перенесенную дугу ͑ в так называемой работе отрицательного электрода ͒ в отсутствие вспомогательной дуги, чтобы получить фундаментальное представление о соответствующих физических процессах. Затем прогнозы модели сравниваются с экспериментальными измерениями, приведенными в [4]. 4. Ряд групп пытались смоделировать плазменные струи и сравнить свои численные результаты с имеющимися экспериментальными измерениями.Экспериментальные измерения в основном состоят из измерений температуры в факеле свободной струи. Самые ранние попытки смоделировать факелы плазменных горелок 5–7 требовали задания профилей температуры и скорости на выходной плоскости сопла в качестве граничных условий. Ли и Пфендер 7 изучали влияние задания двух различных профилей температуры и скорости на выходе из сопла на внешний поток свободной струи. Выбранные профили были такими, чтобы общие массовые и энергетические потоки в двух случаях были идентичными.Несмотря на это, наибольшая разница между расчетными и измеренными температурами во внешней области факела составила 3000 К, а наибольшая разница скоростей – 500 м / с. Это эквивалентно примерно 30% расхождения по температуре и примерно 100% по скорости. Поскольку в этих моделях не учитывался поток плазмы внутри горелки, значения температуры и скорости плазменной струи в выходной плоскости горелки можно было получить только путем грубой спецификации расхода массы и энергии. Поэтому ясно, что для получения реалистичной информации о характеристиках потока в факеле или в падающей внешней струе важно правильно смоделировать поток плазмы внутри горелки.Чтобы преодолеть эти недостатки в более ранних моделях, Скотт и др. 8 смоделировали поток факела и внешнюю свободную струю за один расчет. В модель включены область за катодом, область дуги и область плазменного факела. Их модель представляет собой устойчивую 2D-модель, которая включает в себя вихревую составляющую газового потока и модель турбулентности ␬ -. Westhoff et al. 9 пытались провести подобное исследование, без включения в их модели дополнительной физики. Мерфи и Ковитья 10 расширили модель Скотта и др.включить эффекты смешения плазменного газа с другим окружающим газом. Однако в этих моделях нет потоков защитного газа. Кроме того, они также не включают процессы ионизации и рекомбинации с конечной скоростью, а доли ионизации вычисляются из соображений равновесия, то есть из уравнения Саха. Все вышеупомянутые модели моделируют свободные струи, т. Е. Непереносимые дуги, и решают основные уравнения в установившемся режиме. В отличие от литературы по свободным плазменным струям существует очень мало многомерных численных моделей для перенесенных дуг.11 Coudert et al. проведены исследования переносимой плазменной дуги с плоским анодом при атмосферном давлении. 12 Хотя авторы сравнивают результаты своих экспериментов с предсказаниями модели, о самой модели представлено очень мало информации. Как и в других исследованиях, для проверки их модели использовалось сравнение измеренной температуры с прогнозируемой. Кроме того, поскольку о модели предоставляется мало подробностей, невозможно произвести оценку ее прогностических возможностей, особенно когда количество регулируемых параметров не раскрывается.11 Обзор существующих исследований перенесенных дуг дан в работе [11]. 11. В этой статье мы представляем самосогласованную модель перенесенных плазменных дуг из первых принципов. Основные уравнения и постановка задачи описаны далее в разд. II и решаются для получения характеристик потока и концентраций частиц электронов, ионов аргона и нейтрального атома аргона. Расчеты внутреннего потока внутри резака используются для получения всех переменных потока в выходной плоскости резака.Затем рассчитываются характеристики внешней плазменной струи, падающей на плоскую поверхность, с использованием значений выходной плоскости, полученных из расчетов внутреннего потока. Численный метод, используемый для решения основных уравнений, кратко описывается в разд. III с последующим обсуждением результатов в разд. IV. Краткое описание экспериментальных измерений профилей давления торможения с использованием водоохлаждаемого медного блока, а также процедура, используемая для сравнения прогнозов модели с измерениями, приведены в разд.IV. Эта работа обобщена и завершена в разд. V. Мы считаем поток плазмы ламинарным и состоящим из нейтральных атомов Ar, однократно ионизованных атомов и электронов. Присутствие многократно ионизованных атомов (Ar ϩϩ, Ar ϩϩϩ и т. Д.) Исключается, поскольку для интересующих здесь температур и плотностей газа ожидается, что их числовые плотности будут намного меньше, чем плотность однократно ионизованных атомов аргона. Это предположение будет проверено апостериори. Предположение о ламинарном потоке оправдано тем фактом, что максимальное число Рейнольдса для перенесенной дуги, изучаемой в этой статье, меньше 100.Такое низкое значение числа Рейнольдса обусловлено низким расходом, представляющим интерес здесь ͑ 6 л в минуту по сравнению с 60 л в минуту, используемыми в единственной другой работе с переносимой дугой, см. 12 ͒. Процессы ионизации электронным ударом и трехчастичной рекомбинации в целом описываются следующим образом …

Плазменная сварка – обзор

16.3.1.11 J Плазменно-дуговая сварка и резка

Плазменно-дуговая сварка была разработана на основе сварки TIG путем размещения узкое отверстие вокруг дуги и подача небольшого потока аргона через отверстие (Рисунок 16.80). Суженная дуга диссоциирует газообразный аргон на положительно и отрицательно заряженные электроны с образованием плазмы. Когда плазменный газ уходит от столба дуги, он снова образует нейтральные атомы и отдает свою энергию в виде тепла.

Рисунок 16.80. Плазменная сварка

Между вольфрамовым электродом и медным отверстием с водяным охлаждением возникает слаботочная вспомогательная дуга. Газ аргон, протекающий через отверстие, ионизируется и инициирует первичную дугу между вольфрамовым электродом и основным металлом при увеличении тока.Дуга и зона сварки защищены газом, проходящим через внешнее сопло. Защитный газ состоит из аргона, гелия или газовых смесей аргона с водородом или гелием.

Обычная вольфрамовая дуга имеет температуру приблизительно 11 000 ° C, но сжатая дуга плазменной горелки может достигать 20 000 ° C. Струя высокотемпературного ионизированного газа отдает свою энергию при контакте с основным металлом и, таким образом, увеличивает энергию вольфрамовой дуги. Таким образом получается сварной шов с глубоким проплавлением и большим отношением глубины к ширине с минимальной деформацией основного металла.Термин «замочная скважина» используется для описания формы отверстия, образованного в основном металле при сварке стыкового соединения с близким квадратным краем. Когда горелка перемещается по стыку, расплавленный металл течет по краям отверстия и затвердевает в задней части отверстия. Расплавленный металл по бокам отверстия удерживается на месте за счет поверхностного натяжения и давления паров металла в отверстии.

Сварку со шпонкой можно использовать для углеродистых, низколегированных и нержавеющих сталей толщиной 2.5-10 мм и из алюминиевых сплавов до 20 мм. Скорость сварки обычно на 50–150% выше, чем скорость сварки TIG.

Слаботочным вариантом процесса является микроплазменная дуговая сварка, которая используется для прецизионной сварки тонких листов толщиной от 0,025 до 1,5 мм при токе 0,1-10 А. Плазменная дуга намного стабильнее, чем сварка TIG. дуга, которая имеет тенденцию отклоняться от соединительной линии при малых токах.

Плазменная резка Если ток и потоки газа увеличиваются в достаточной степени, расплавленный металл, образующийся вокруг замочной скважины, выбрасывается на дно отверстия, и когда плазменный резак перемещается по заготовке, образуется разрез.Плазменная резка особенно подходит для резки цветных металлов, таких как алюминий, медь и никель, а также их сплавов, которые трудно разрезать в пламени кислородного газа. Большинство цветных металлов режут с использованием азота, смесей азота с водородом или смесей аргона с водородом в качестве плазменного газа. Вторичный защитный газ, подаваемый через сопло, окружающее сопло плазменного газа, выбирается в соответствии с разрезаемым материалом. Для низкоуглеродистой и нержавеющей стали это может быть CO 2 , а для алюминия – смесь аргона с водородом.Иногда вода используется вместо вспомогательного защитного газа, а в другом варианте технологического процесса вода впрыскивается вокруг конца сопла плазменного газа, что имеет эффект концентрации плазменного пламени и обеспечивает более высокие скорости резки.

Плазменная резка может использоваться для подготовки кромок листов (т. Е. Снятия фаски) и для фигурной резки. Процесс можно использовать вручную, или горелку можно установить на механизированном режущем оборудовании, аналогичном тому, которое используется для газовой резки. Углеродистые стали толщиной до 75 мм можно резать плазменной резкой быстрее, чем газокислородным газом, а при толщине металла до 25 мм скорость резки может быть в пять раз выше.

Важным изменением процесса является использование сжатого воздуха для плазменного газа без подачи какого-либо дополнительного защитного газа. Использование сжатого воздуха вместо воды для охлаждения позволяет сделать горелку более простой.

Доступны небольшие ручные плазменные горелки, которые находят все более широкое применение при резке листового металла (например, в мастерских по ремонту двигателей). Для получения дополнительной информации обратитесь к ссылке 40.

Процесс плазменно-дуговой сварки – принцип, основные части, работа, преимущества и недостатки применения

Плазменно-дуговая сварка (PAW) и процесс резки были изобретены Робертом М.Gage в 1953 году и запатентовали 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 работы

PAW – это процесс, в котором коалесценция производится за счет тепла, выделяемого специальной установкой между электродом из вольфрамового сплава и соплом с водяным охлаждением (непереносимая дуга) или между электродом из вольфрамового сплава и работой ( перенесла ARC).
В этом процессе используются два разных газа для двух разных целей –

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

Основное оборудование:

Источник изображения

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

Типичные 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 дуги зажигание.
  2. Плазменная горелка: Горелка имеет электрод и систему водяного охлаждения, которая сохраняет срок службы сопла и электрода от плавления из-за чрезмерного тепла, выделяемого во время сварки.
  3. Крепление: Необходимо избегать атмосферного загрязнения расплавленным металлом под валиком.
  4. 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.

Также читайте:

Принцип работы плазменно-дуговой сварки:

Процесс работает за счет ионизирующего газа. когда газ ионизируется, он может проводить электричество. Газ используется для передачи электрической дуги на свариваемую деталь. Газ может быть аргоном и вторичным газом гелием, который защищает лужу дуговой сварки.

Рабочий процесс:

Процесс плазменной 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 очень качественный сварной шов.
  3. В результате получается процесс, обеспечивающий 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 передачи: В режиме дуги без передачи тока ток протекает от электрода внутри горелки к соплу, содержащему отверстие, и обратно к источнику питания. поставка. Используется для плазменного напыления.
  2. Режим перенесенной дуги : В режиме перенесенной дуги ток передается от вольфрамового электрода внутри сварочной горелки через отверстие к заготовке и обратно к источнику питания.Используется при сварке металлов.

Также прочтите:

Для лучшего объяснения посмотрите видео, представленное ниже:

Преимущества:

  1. Суженное отверстие или отверстие дает вам более концентрированное тепло на меньшей площади.
  2. Он более устойчивый и не отклоняется от основного металла.
  3. Плазменно-дуговая сварка имеет более глубокий провар и дает сварной шов.
  4. Обеспечивает высокоскоростную сварку.
  5. Меньшая деформация недрагоценных металлов.
  6. Больше контроля на небольших участках сварки.

Недостатки:

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

Применения:

  1. Используется при производстве труб (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.

Принципы, режимы и области применения плазменно-дуговой сварки или плазменно-дуговой сварки

Плазменная дуговая сварка или PAW – это процесс дуговой газовой сварки, аналогичный газовой дуговой сварке вольфрамом (GTAW).Более откровенно, PAW – это процесс с защитой от газа, использующий сжатую дугу между металлической деталью и неплавящимся вольфрамовым электродом. Разница между GTAW и PAW заключается в способе установки электродов в носовой части резака. Знать различные аспекты процесса плазменно-дуговой сварки.


Основные моменты публикации:

  • Принцип плазменно-дуговой сварки
  • Типы сварки PAW
  • Параметры плазменной сварки
  • Режимы работы PAW
  • Расходные материалы для плазменной сварки
  • PAW Защитный газ
  • Аппараты для плазменной сварки
  • Преимущества плазменно-дуговой сварки
  • Недостатки сварки PAW
  • Применения для плазменной сварки
  • Меры предосторожности при сварке PAW

Принцип плазменно-дуговой сварки

По сути, сварка PAW является расширением сварки TIG, в которой используются неплавящиеся вольфрамовые электроды.Это процесс дуговой сварки, который приводит к слиянию из-за нагрева. Это происходит из-за сужения дуги между вольфрамовым электродом и соплом с водяным охлаждением. При плазменной сварке используются два инертных газа. Кроме того, один экранирует дуговую плазму, а другой образует дуговую плазму. Сварщики могут добавлять или не добавлять присадочный металл.

Типы плазменно-дуговой сварки

Обычно плазменная сварка бывает двух типов. Они следующие.

Дуговый процесс с переносом

В этом процессе между электродом и заготовкой образуется дуга.Дуга имеет высокую плотность энергии и скорость плазменной струи, предназначенной для плавления и резки металлов. Сварщики могут применять плазменную сварку цветных металлов и нержавеющей стали для их резки. Его также можно выполнять при высоких скоростях хода дуги при сварке.

Дуговый процесс без переноса

В этом типе дуга образуется между суженным соплом с водяным охлаждением и электродом. А плазма дуги выходит из сопла в виде пламени. Сварщики могут лучше обращаться с пламенем дуги или перемещать его из одного места в другое.Сварочный процесс можно использовать для получения металлических покрытий высокой плотности. Для возбуждения непередаваемой дуги требуется высокочастотный блок в цепи.

Параметры плазменной сварки

PAW использует, возможно, два или три газа, которые могут быть одинаковыми или комбинацией разных газов. Они следующие:

  • Плазменный газ
  • Защитный газ
  • Обратная продувка и остаточный газ

Параметры для плазменно-дуговой сварки

Режимы работы

Процесс обычно работает с постоянным током.Режимы могут быть достигнуты за счет расхода плазменного газа и изменения диаметра ствола. Есть три режима работы.

Микроплазма (от 0,1 до 15 А) – Сварщики могут работать с дугой в этом режиме, поддерживая очень низкие сварочные токи. Столбчатая дуга остается стабильной, несмотря на то, что длина дуги варьируется до 20 мм.

Средний ток (от 15 до 200 А) – Обычно при более высоких токах от 15 до 200 А характеристики плазменно-дуговой сварки похожи на сварку TIG. Тем не менее, поскольку плазма сужается, дуга остается более жесткой.Однако есть возможность улучшить проплавление сварочной ванны, просто увеличив расход плазменного газа. Но это вызывает риск уноса воздуха и защитного газа.

Плазма Keyhole (более 100 А) – Сварщики могут создавать очень мощный плазменный луч, увеличивая поток плазменного газа и сварочный ток. В результате он обеспечивает полное проникновение в материал. Процесс подходит для более толстых материалов из нержавеющей стали до 10 мм.

Расходные материалы для плазменной сварки

В каждом сварочном процессе используются расходные материалы для выполнения сварных швов.Плазменная сварка использует медное сопло и электрод из вольфрама 2% тория . Диаметр наконечника электрода не так критичен, как для GTAW. Температура должна быть от 30 до 60 градусов. Большой диаметр отверстия может вызвать нестабильность дуги.

Защитный газ

Аргон – это обычная комбинация газов для плазменного газа. В качестве защитного газа аргон смешивается с 2-5% водорода .Гелий также можно использовать в качестве плазменного газа, но его высокая температура приводит к снижению номинального тока сопла. Кроме того, меньшая масса гелия затрудняет работу в режиме замочной скважины.

PAW Машины

По сути, сварка PAW является модификацией сварки TIG. Поскольку плазма является интенсивным источником тепла и используется в этом процессе для плавления металлов. Обычно существует два типа аппаратов для плазменной сварки. Их-

1. Аппарат для плазменной сварки – Способен сваривать листы толщиной 100 мкм и толщиной 1 мм.

2.Аппарат для микроплазменной сварки – Может сваривать очень тонкие листы (от 100 микрон до 5 мм)

Преимущества плазменно-дуговой сварки

Каждый процесс дуговой сварки сочетает в себе как преимущества, так и недостатки. Плюс сварки PAW – это контроль и качество производства.

  • Конструкция резака позволяет лучше контролировать дугу вместе с более высоким допуском для расстояния зазора резака.
  • Обычно он дает более чистые и гладкие сварные швы .
  • При плазменной сварке плазменная струя и более высокая концентрация тепла обеспечивают более высокую скорость перемещения .
  • При плазменной сварке имеется меньших зоны термического влияния .

Недостатки плазменно-дуговой сварки

Несмотря на преимущества, ограничения плазменной дуговой сварки заключаются в следующем.

  • Затраты на запуск процесса плазменной сварки относительно высоки .Кроме того, оборудование очень дорогое.
  • Как более специализированный тип сварки, требует более интенсивного обучения и опыта .
  • Это вызывает испускание ультрафиолетового и инфракрасного излучения.
  • Он производит более высокий уровень шума около 100 дБ.

Применения для плазменно-дуговой сварки

Процесс сварки PAW в сварочной промышленности используется следующим образом.

  • Сварщики используют плазменную дугу типа для сварки труб и трубок из титана или нержавеющей стали .
  • В аэрокосмической и морской промышленности широко применяется плазменная сварка .
  • Для сварки или нанесения покрытия на лопатку турбины используется PAW.
  • Плазменная сварка также используется в других отраслях электронике и ремонте .

Меры предосторожности при дуговой сварке

Как мы все знаем, сварка – это процесс соединения, в котором используется тепло для сплавления двух или более металлов вместе. Это похоже на то, что сварщики сознательно играют с огнем, используя определенные правила и параметры сварки. Следовательно, необходимо помнить о безопасности себя и вещей вокруг.

  • Уполномоченное лицо должно осмотреть зону и определить меры предосторожности.
  • Убедитесь, что все горючие вещества должны находиться на расстоянии 35 футов от места сварки и должным образом защищены.
  • Держите огнетушители рядом с и готовыми к немедленному использованию.
  • Сварщики должны носить средства индивидуальной защиты , такие как шлемы, кожаные перчатки, защитную одежду, а также носить наушники или беруши.
  • Должна быть установлена ​​надлежащая система вентиляции, вытяжки или дыхания .

И соблюдайте другие меры безопасности в соответствии с требованиями места сварки.

Заключение

Таким образом, вышеупомянутая информация о различных аспектах плазменно-дуговой сварки или плазменно-дуговой сварки полезна для студентов, сварщиков и других специалистов в области сварки.

Связанный: Другие типы сварки

Нравится:

Нравится Загрузка …

Вам также может понравиться:

Что такое плазменная сварка?

Плазменно-дуговая сварка – чрезвычайно популярный процесс, используемый промышленными сварщиками. Фактически, как известно любому профессиональному сварщику, плазменная сварка имеет довольно широкий спектр применения.

С помощью плазменной сварки ваш инженер может выполнить глубоких и узких швов на высоких скоростях .

Этот процесс, который часто называют PAW, включает в себя коалесценцию (или соединение) металлов посредством нагрева заготовки с помощью ограниченной дуги. Это называется переходной дугой. Также можно сформировать промежуток между сужающей насадкой и электродом. Это называется процессом непереносимой дуги, то есть ваша заготовка не становится частью электрической цепи.

Способ, которым происходит экранирование, напрямую связан с горячим ионизированным газом, который выходит из отверстия.Часто он дополняется другими источниками защитного газа. Во многих случаях защитный газ состоит из смеси разных газов или инертного газа определенного типа.

В этом процессе можно использовать (или не использовать) давление. Также возможна поставка или не поставка присадочного металла.

Назначение плазменно-дуговой сварки

Основная цель этого процесса – помочь увеличить уровень полной энергии контролируемым образом дуговой плазмы.Это достигается за счет использования специального газового сопла вокруг вольфрамового электрода, которое работает от источника питания DCEN (отрицательный электрод постоянного тока).

Преимущества PAW

Преимущества процесса плазменно-дуговой сварки по сравнению с системой дуговой сварки вольфрамовым электродом в газе обусловлены тем фактом, что процесс плазменно-дуговой сварки имеет гораздо более высокую концентрацию энергии. Более высокая температура и скорость фактической плазменной струи создают гораздо более высокое теплосодержание.

Другое преимущество связано с тем фактом, что жесткая столбчатая дуга (или фактическая форма плазмы) не вызовет вспышку , что происходит с газовой вольфрамовой дугой.

Использование и аутсорсинг плазменной сварки

Информирование – лучший способ понять плазменную сварку. Чтобы научиться правильно управлять этим процессом, требуется специальная подготовка, и если у вас нет надлежащей подготовки или опыта, это может привести к серьезным проблемам и дорогостоящим ошибкам.Это также может привести к травмам, поэтому убедитесь, что вы прошли необходимое обучение, прежде чем приступать к сварке этого типа.

Если у вас нет персонала или обучения для этого процесса сварки, найдите производителя листового металла, который сделает . Многие имеют в штате специалистов по сварке, сертифицированных AWS.

Другие типы сварки

Хотите убедиться, что вы выбираете правильные типы сварки для своих проектов? Посмотрите это сравнение сварки MIG и сварки TIG.У них тоже есть масса полезных приложений!

Плазменная сварка: определение, применение, оборудование,

Сегодня я буду обсуждать определение, применение, схему, оборудование, работу, преимущества и недостатки плазменной сварки (PAW). Ранее было опубликовано несколько статей о процессе дуговой сварки. Проверить!

Что такое плазменная сварка (PAW)?

Это еще один тип процесса дуговой сварки, в котором используется неплавящийся электрод, как при сварке вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG), что делает их похожим процессом.Это создает дугу между электродом и заготовкой. Слияние при плазменно-дуговой сварке (PAW) происходит за счет тепла, полученного от установки суженной дуги между вольфрамовым электродом и сужающим соплом, что является непередаваемой дугой. Он также может находиться между электродом из вольфрама / сплава вольфрама и заготовкой, которая представляет собой переносимую дугу. В этом процессе используются два инертных газа: один образует плазму дуги, а другой создает защиту от плазмы дуги. Как и при сварке TIG, присадочный металл может быть добавлен или не добавлен.

Подробнее: Понимание процесса газовой сварки

Посмотрите видео ниже, чтобы узнать, как работает плазменная сварка (PAW):

Подробнее: Основные сведения о дуговой сварке порошковой проволокой (FCAW)

Сварка

PAW считается развитием сварки TIG. при сварке TIG открытая дуга защищается аргоном и гелием, но в плазме используется специальная горелка, с помощью сопла для раздельной подачи дуги и защитного газа к горелке.Сужение дуги осуществляется соплом малого диаметра с водяным охлаждением за счет сжатия дуги, увеличения ее температуры, давления и интенсивного нагрева, что помогает улучшить стабильность дуги.

Как уже упоминалось ранее, дуги PAW образованы двумя газовыми потоками: люминесцентным и турбулентным. Просвет течет при низком давлении и слабом потоке плазменного газа, который используется, чтобы гарантировать, что расплавленный металл не выдувается из зоны сварного шва. В то же время турбулентные потоки при высоком давлении и потоках плазменного газа.Эти газы представляют собой аргон, гелий, водород или их смесь.

Подробнее: Различные виды электродуговой сварки

Комплектующие и оборудование

Следующие компоненты относятся к плазменной сварке.

  • Контроль тока и распада газа: используется для надлежащего закрытия замочной скважины при завершении сварки в конструкции
  • Крепление: помогает избежать атмосферного загрязнения расплавленным металлом под изгибом
  • Генератор высокой частоты и резисторы с ограничением тока: используются для зажигания дуги.Его система пуска дуги может быть отдельной или встроенной в систему
  • Плазменная горелка
  • Источник питания: используется источник постоянного тока, генератор или выпрямитель
  • Защитные газы: два используемых инертных газа или смеси газов
  • Напряжение тока: требуется при контурной сварке

Подробнее: Принцип работы дуговой сварки

Аппарат для плазменной сварки:

Подробнее: Сварка под флюсом

Приложения

Микроплазменная сварка традиционно используется для сварки тонких листов толщиной не менее 0 °.Толщина 1 мм и секции из проволоки и сетки. Он используется в морской и авиакосмической промышленности. Плазменно-дуговая сварка применяется для сварки труб и трубок из нержавеющей стали и титана. Это хороший выбор при ремонте инструментов и штампов. Этот процесс сварки также используется для сварки и нанесения покрытий на лопатки турбины. Наконец, плазменная сварка широко используется в электронной промышленности.

Преимущества и недостатки плазменно-дуговой сварки (PAW)

Преимущества

Преимущества плазменно-дуговой сварки:

  • Возможность резки всех металлов
  • Позволяет лучше контролировать дугу
  • Из-за более высокого тепловыделения и плазменной струи обеспечивает более высокую скорость перемещения
  • Зона термического влияния аналогична GTAW
  • Высокая концентрация тепла в плазме позволяет создать эффект замочной скважины, который обеспечивает полное проплавление за один проход многих стыков.
  • Обеспечивает больше свободы и контролирует сварной шов
  • Он может резать металлы даже быстрее, чем газокислородная сварка
  • Сварку PAW легко автоматизировать
  • Оставляет более узкий пропил

Подробнее: Техника безопасности в цехе газовой сварки

Недостатки

Несмотря на хорошие преимущества плазменной сварки, она все же имеет некоторые ограничения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.