Плазменная сварка металла

Виды Сварки

Плазменная сваркаВ настоящее время плазменная сварка получает все большее распространение как один из наиболее эффективных способов металлообработки. Данная технология во многом похожа на аргонную сварку неплавящимся электродом в среде специального защитного газа.

Общепринятое обозначение плазменно-дуговой сварки: PAW – Plasma Arc Welding

Технологические особенности плазменной сварки металла

Плазменная обработка металла подразумевает использование полностью или частично ионизированного газа, в котором помимо нейтральных молекул и атомов присутствуют электрически заряженные ионы и электроны.

В отличие от обычной дуговой сварки, сварка плазмой обладает более высокой температурой и запасом энергии.

Чтобы повысить температуру и мощность традиционной дуги, превратив ее в плазму, применяются два способа:

  • Сжатие дуги.
  • Вдувание плазмообразующего газа.

Для сжатия дуги используется оборудование для плазменной сварки – плазматрон – специальное устройство с интенсивным водяным охлаждением стенок. Таким образом, Оборудование для плазменной сваркидостигается увеличение мощности за счет уменьшения поперечного сечения. Для сравнения: обычная дуга воздействует на металл при температуре 5000–7000°С, тогда как сварка плазмой – до 30 000°С.

Плазмообразующий газ, подающийся в зону сжатия плазменной дуги, ионизируется под воздействием высокой температуры. Тепловое расширение заставляет увеличиваться его объем в 50-100 раз. В результате этого газ с высокой скоростью истекает из сопла плазмотрона. Движущиеся ионизированные частицы плазмообразующего газа своей кинетической энергией  дополняют энергию тепловую, которая выделяется в дуге за счет электрических процессов. Именно по этим причинам плазменная сварка металла обладает гораздо большей мощностью и энергией в сравнении с обычной дуговой.

Отличительные преимущества:

  • Более высокий температурный режим.
  • Сжатый диаметр дуги.
  • Дуга имеет цилиндрическую форму (обычная дуга – коническую).
  • В 6-10 раз большее давление дуги на металл.
  • Плазменная сварка позволяет поддерживать дугу с применением малых токов (0,2-30А).

Вышеперечисленные преимущества плазменно-дуговой сварки делают ее универсальной и эффективной. Гораздо глубже проплавляя металл, она вместе с тем, уменьшает объем его расплавления, позволяя сваривать более толстые детали без разделки кромок.

Кроме того, допустимость существенного увеличения длины цилиндрической дуги дает возможность проводить сварочные работы в труднодоступных местах, в том числе при колебаниях расстояний от изделия до сопла горелки.

Сварка с помощью плазменной струиСуществующие аппараты для плазменной сварки позволяет выполнять работы двумя способами:

  1. Сварка с помощью плазменной дуги (горение дуги между металлом и неплавящимся электродом).
  2. Сварка с помощью плазменной струи (горение дуги между соплом плазматрона и неплавящимся электродом с выдуванием газовым потоком).

Наиболее распространенным является первый способ. Плазменная сварка алюминия и других металлов чаще всего подразумевает использование аргона в качестве плазмообразующего газа, в состав которого иногда включают гелий или водород. Этот же газ используется для защиты. Электроды – гафниевые или медные, чаще вольфрамовые, активированные иттрием, торием или лантаном.

Существует три разновидности сварки плазмой, различающиеся по силе тока:

  • Iсв > 150А – большие токи.
  • Iсв = 50–150А – средние токи.
  • Iсв = 0,1–25А – малые токи (микроплазменная).

Характеристики микроплазменной сварки

Аппараты плазменной сварки на малых токах чаще всего используется при работе с изделиями небольшой толщины (до 1,5 мм). Диаметр дуги (порядка 2 мм) обеспечивает концентрацию тепла в ограниченном диапазоне, благодаря чему нагревается исключительно зона сварки без повреждения соседних участков.

Плазменная сварка Горыныч  формирует цилиндрическую дугу, длина которой не влияет на глубину проплавления и исключает прожоги и деформацию изделия, что делает ее очень удобной для применения в быту, а также в различных сферах производственной деятельности.

Плазменная сварка с помощью МППК ГорынычъАппараты для плазменной сварки на малых токах дают возможность выполнять работы в разных режимах:

  • Непрерывная прямая полярность.
  • Импульсная прямая полярность (с возможностью регулировки тепловложения);
  • Разнополярные импульсы (обеспечивают разрушение оксидной пленки при плазменной сварке алюминия).
  • Непрерывная обратная полярность.

При выборе микроплазменной сварки основное внимание уделяется силе тока, напряжению, расходу защитного и плазмообразующего газа, диаметру канала сопла, глубине и диаметру шва.

Характеристики сварки на средних токах

Аппараты, работающие на средних токах, такие как плазменная сварка Плазар, обеспечивают более высокое давление дуги на металл. За счет этого прослойка расплавленного металла под дугой уменьшается, а теплопередача вглубь свариваемого изделия увеличивается. Таким образом, получается глубокий шов небольшой ширины.

Во многом принцип работы  сварки на средних токах похож на аргонодуговую сварку с использованием вольфрамового электрода. Тем не менее, использование ионизирующего газа более эффективно по причине ограниченной площади нагрева в сочетании с высокой мощностью дуги.

Характеристики  сварки на больших токах

Сварка плазмой на больших токах отличается ограниченным диапазоном применения, так как в процессе работы происходит полный прожог изделия с последующей заваркой шва.

Используют данную технологию для  сварки алюминия, легированных и низкоуглеродистых сталей, титана, медных сплавов и пр.

Несмотря на то, что цена плазменной сварки выше, чем на обычное оборудование, она в значительной степени повышает производительность и улучшает качество шва. Однако следует понимать – во избежание разрушения плазматрона аппарат требует тщательного соблюдения техники безопасности и правил эксплуатации.

Оцените статью
Добавить комментарий