Плазменная сварка

Плазменная сварка является одной из современных разновидностей способа соединения металла. Для достижения нужной температуры здесь, в качестве основного источника энергии, выступает плазма. Она формируется в поток и воздействует на заданный участок, благодаря чему расплавляется металл практически любой температурной стойкости. Инверторная плазменная сварка позволяет работать не только со стандартными сталями и нержавейкой, но также и с тугоплавкими металлами, такими как вольфрам, из которого часто изготавливают неплавкие электроды для аргонодуговой сварки.

Процесс плазменной сварки

Основной сферой применения данной методики является авиационная промышленность. Также ручную плазменную сварку можно встретить в приборостроении. Одной из главных особенностей способа является глубокое проплавление металла, что достигается за счет высокой температуры. Таким образом, за прохождение одного слоя можно сварить металл толщиной до 9 мм. Процесс может проводиться практически в любом пространственном положении, что делает его более универсальным для промышленного применения.

Плазменная дуговая сварка основана на получении плазмы, которая образуется из вещества, находящегося в газовом состоянии. Плазма выходит из специальной горелки, в которую также входит труба водяного охлаждения, вольфрамовый электрод, система подачи газа, труба водяного охлаждения, сопло для выхода плазмы и прочее. Плазменная дуга обладает температурой около 30 000 градусов Цельсия.

Преимущества плазменной сварки

К основным преимуществам данного метода соединения металла можно причислить следующие:

• Высокая температура протекания процесса позволяет проваривать металлические изделия на максимальную глубину;
• Дуга может гореть и на малых токах в диапазоне от 0,2 до 30 А;
• Диаметр дуги более мелкий, в сравнение с электрической дуговой сваркой, что позволяет сделать шов более точным и не прогревать близлежащий металл;
• Процесс соединения обладает минимальной чувствительностью к перемене длины электрической дуги;
• Скорость проведения сварки находится на высоком уровне.

Недостатки

Здесь есть также свои недостатки, из-за которых во многих сферах процесс оказывается не столь выгодным и уместным, как другие варианты:

• Воздушно плазменная сварка обладает высокой себестоимостью;
• У нее низкий коэффициент полезного действия, так как часть энергии рассеивается в атмосфере и окружающем пространстве, а также на металл электрода;
• Нужно обеспечивать подвод воды и плазмообразующего газа;
• Сложность применения делает ее практически недоступной для проведения обыкновенных сварочных процедур в повседневности.

Разновидности

Существует несколько разновидностей данного типа сварки. Принцип действия в них остается практически одинаковым, так как основной род различий касается величины тока. Это переделается аппаратом, который применяется в данной сфере. Согласно данному параметру выделяют такие разновидности как:

• Микроплазменная, которая обладает самым маленьким током, который лежит в пределах от 0,1 до 25 А;
• Плазменная сварка, работающая на средних токах, которые лежат в диапазоне 50-150А;
• И самая мощная дуга, которая превышает предел в 150 А.

Пример микроплазменной сварки

У каждой из разновидности имеются свои особенности применения. Для самого слабого варианта микроплазменной сварки лучше всего подходят тонкие металлы, так как в данном случае вероятность прожога сводится к минимуму. Когда используется наиболее мощный ток, то с учетом самого типа сварки, процесс происходит с полным проплавлением металлической поверхности. Данный способ отлично подходит для резки металла, а также проделывания отверстий. В средних режимах осуществляется большинство сварочных процедур, так как это один из лучших вариантов для стандартной сварки.

Помимо этого стоит еще выделить несколько отдельных разновидностей:

• Процесс сварки происходит плазменной дугой, которая горит между изделием и неплавящимся электродом;
• Сваривание плазменной струей, которая горит между соплом плазмотрона и неплавящимся электродом, а плазма выдувается при помощи газовой струи.

Виды плазменной сварки

Характеристики плазменной сварки

Плазменная сварка может проводиться одними из множества аппаратов, которые созданы для данного процесса. Ежегодно появляются новые модели, которые вытесняют с рынка старые. Здесь приведены параметры одних из основных моделей, которые активно применяются в современном производстве и могут еще долго оставаться актуальными для эксплуатации:

Устройство и принцип работы

Плазменная сварка обладает особенным принципом работы. Все начинается в устройстве, который называется плазмотрон. Оно служит для образования плазмы. В нем, в зону плазменной дуги, подводят газ, который является основным сырьем для образования плазмы, так как именно он находится в том агрегатном состоянии, которое ей предшествует. Под воздействием дуги температура газа начинает повышаться, а также запускается процесс ионизации.

Исходя из физических законов, обуславливающих поведение газа под воздействием температуры, начинается активное расширение вещества. Газ увеличивает свой объем, примерно, в 50-100 раз. Из-за этого происходит его очень быстро истекание через канал сопла в плазмотроне. Основным источником тепла для сварки здесь выступает тепловая энергия газа и кинетическая энергия ионизированных частиц. В плазмотронах чаще всего применяются горелки на постоянном токе.

Технология сварки

Для проведения процесса используются такие газы как азот, аргон, кислород и обыкновенный воздух. Технология плазменной сварки во многом напоминает аргонодуговую. Для работы здесь применяется воздушно-капельная смесь, которая играет роль защитной среды от негативного воздействия факторов внешней среды. Мощность источника регулируется путем вдувания в электрическую дугу специального газа, который служит для образования плазмы. Также можно сжать поток, но это оказывается более сложным делом.

«Важно!

Вне зависимости от параметров, форма дуги здесь всегда будет цилиндрической.»

В то время, когда начинается прямое воздействие плазменной дуги, то начинается подача воздушно-газовой смеси. Это дает высокое давление на обрабатываемую поверхность, что только усиливается небольшим диаметров дуги. Это создает такие условия, при которых сварочный процесс проводится более быстро. Поэтому, нужно освоить навыки управления, чтобы получить качественную дугу.

Используемое оборудование

Чтобы провести плазменную сварку, следует использовать специальные установки, которые предназначаются для данного процесса. В основном в такие установки входят два устройства. Это источник питания и плазмотрон.

Плазмотрон и источник питания для плазменной сварки

Источник является более стандартным агрегатом, встречающимся и в других разновидностях, тогда как плазмотрон присущ только данной методике. В его состав входят следующие элементы:

• Электродный узел;
• Фторопластовый корпус;
• Наружный кожух;
• Электрод;
• Изоляционная втулка;
• Механизм для регулировки воздушного потока;
• Гайка сопла;
• Сопло.

Заключение

Благодаря использованию столь необыкновенного источника энергии, плазменная сварка стоит обособленно от остальных технологий. Хоть для нее и используется такой же газ, как и для газопламенной сварки и в среде защитных газов, инновационный подход к принципу действия существенно меняет свойства технологии.