Сварка плазмой: цветных и черных металлов, сварка плазморезом

цветных и черных металлов, сварка плазморезом

На чтение 11 мин. Просмотров 47 Опубликовано 03.12.2013

В последние годы технология плазменной сварки распространяется на все отрасли промышленности, вплоть до строительства и бытового ремонта, и все больше теснит традиционные виды сварки. Это связано с очень большими преимуществами данной технологии перед уже известными.

В первую очередь, качество шва, затем, минимальное коробление деталей, и наконец, высокая чистота и безотходность технологии. Энергоемкость такой сварки приблизительно одинакова с другими видами, а иногда превышает их.

Для нагрева деталей используется плазма – ионизированный газ, полученный в результате работы электрической дуги под повышенным давлением. Небольшая плазменная горелка (плазмотрон) показана на рисунке ниже. По нему можно примерно оценить практические параметры плазменного факела:

Плазменная горелка (плазмотрон)

Плазмотрон позволяет как резать, так и сваривать любые известные в природе металлы и неметаллы, если только для этого нет серьезных фундаментальных физических или химических препятствий (адгезия, реакционная способность и т. п.).

В чём заключается сущность плазменной сварки

На поверхность металла в области шва направляется струя плазмы из плазмотрона – специальной горелки, в которую подается рабочий газ. Может быть использован еще и защитный газ для создания химически нейтральной среды. Тепловая энергия вся сосредоточена в тонкой струе плазмы и нагрев ванны происходит в только в области сварки.

Температура в этой области очень высокая, может достигать 10000-15000 градусов. Благодаря теплопроводности металла она быстро снижается до температуры плавления в узкой области шва. Если при этом область шва защищена инертной или восстановительной средой, (а часто и тем и другим), то в результате можно получить очень точный и качественный шов.

Разрез работающей плазменной горелки

Диаметр сопла на рисунке показан намного больше в пропорции, чем есть на самом деле, для наглядности.

Фактический диаметр сопла связан с рабочим давлением и оптимальным расходом газа.

Корпус горелки изготавливается из стали, анод – из чистой меди. Анод имеет полость, которая омывается охлаждающей водой. В полость между анодом и катодом подается рабочий газ под давлением 2-5 бар, который питает дуговой разряд.

Поскольку защитный газ (обычно аргон) практически не ионизирован, и не ускоряется электрическим полем дуги, то он довольно быстро “разлетается” и смешивается с воздухом. Поэтому оптимальное расстояние между сварочной ванной и торцом горелки занимает очень небольшой диапазон, который необходимо выдерживать в работе.

Поскольку при плазменной сварке не происходит лишнего прогрева металла, то и остывание шва происходит быстро, что иногда нежелательно. Поэтому процесс сварки может включать дополнительные операции: например, предварительный подогрев или даже работа несколькими горелками при автоматизированной сварке.

Технологический процесс

Включает несколько необходимых этапов: подготовка деталей, подключение электродов, запуск горелки и ее прогрев, выполнение шва с выдерживанием нужного режима по температуре и перемещение горелки к месту новой операции с проверкой готовности самой горелки.

Технология выполнения плазменной сварки

Подготовка деталей состоит в том, что их предварительно сортируют или подают к рабочему месту уже отсортированными. Если детали получены путем теплового резания или грубого механического, то кромки обрабатываются до чистоты металла и обезжириваются, чтобы получить качественный шов.

После этого детали приводят в соприкосновение по линии шва. На производстве это делается не “на коленке” как при ремонтах, а при помощи приспособлений.

Горячий шов от плазменной сварки

Если требуется, на линию шва наносят флюсы. Обычно это сильные восстановители для работы в условиях высоких температур (сварочные флюсы), смешанные с легкоплавкими связующими, которые сами по себе являются восстановителями, или дают минимум трудноудалимого нагара (шлака). Расплавленный шлак защищает ванну от действия кислорода, а восстановитель отнимает его у окислов, которые успели образоваться. Флюсы требуются не для всех металлов или их пар.

Горелка запускается импульсом высокого напряжения или контактом между соплом и катодом в течение долей секунды. Загорается дуга, в горелку подают рабочий и защитный газы, а также охлаждающую воду в корпус анода (для мощных горелок длительного действия). Горелка прогревается до стабилизации плазмы и начинается операция сварки.

При сварке плавятся состыкованные края детали, в этот расплав вводится присадочный материал в форме ленты или прутка. При автоматической сварке подача механизированная. Сварка рассматривается как непрерывный процесс плавления и застывания металла в области шва и должна обеспечить монолитность шва, одинаковые механические свойства на всей длине, равную толщину шва, полное отсутствие раковин, посторонних включений и примесей.

Расплавленный шов довольно беззащитен по отношению ко многим факторам, поэтому для получения качества приходится создавать особые условия: до ванны, в ней самой, и после, в области кристаллизации расплава. Данные условия сильно зависят от свариваемых металлов.

Процесс сварки плазморезом

После окончания шва проверяется готовность горелки к очередной операции, так, чтобы шов не пришлось прекращать в процессе сварки не доводя до конца.

Любое такое прерывание, если оно вынужденное, создает лишние механические напряжения, которые потом будет или трудно, или невозможно снять. По этой причине, сварку ответственных швов: сосуды (баки) для ракетной техники, корпуса морских судов, особенно подводных, сосуды для ядерной техники и т.п. варят при непрерывной подаче катодов на горелках с мощным охлаждением сопел.

Приёмы плазменной сварки

Существует достаточно много сплавов и их пар, которые ведут себя совершенно по-разному в расплаве. У них может быть разная вязкость по температуре, газообразование, смешиваемость в расплаве и скорость застывания. Кроме того, очень большую роль играют силы тяжести – масса ванны может оказаться достаточно большой, а поверхностное натяжение расплава достаточно малым. При этих условиях ванна просто протечет, если только она как-то не уплотнена, что возможно далеко не во всех случаях.

Техника и особенности процесса во всех пространственных положениях

В технике мы имеем дело с самыми разнообразными расположениями сварных швов.

При сварке отдельных деталей работа немного облегчается тем, что расположение можно свести к горизонтальному, с горелкой, расположенной сверху.

Сварка отдельных деталей

Это наиболее выгодное расположение при сварке, но не всегда технологически возможное. Например, при варке шва на корпусе судна приходится располагать горелку как угодно – судно не повернешь в доке как игрушку. Поэтому для защиты ванны от растекания за допустимые пределы приходится подбирать выгодные положения горелки.

Например, при варке вертикального шва горелка находится немного ниже шва и плазменная струя направлена вверх. С помощью подбора угла наклона и расстояния до ванны удается “сдувать” стекающий металл наверх. Это делается динамически, по мере прохождения шва и требует хороших навыков при ручном выполнении.

Варить вертикальные швы следует снизу вверх.

Сварка плазморезом цветных металлов

Сразу нужно сказать, что плазма является лишь мощным источником местного нагрева. Если так можно выразиться, она лучше “сфокусирована”, по аналогии с фотографией. И в этом отношении, по “резкости” она уступает только лазерной сварке. Плазменная струя дает хорошее проплавление шва в узкой области. Все остальное поведение металлов зависит только от их химической природы.

Если по какой-то причине сплавы не переносят “легирования” вольфрамом, гафнием, или другими добавками в структуру шва, то в плазмотроне просто используют угольный катод. Иногда наоборот, приходится вводить в расплав промежуточный металл, чтобы шов не трескался в горячем или холодном состоянии.

Цветные металлы имеют меньшую, по сравнению с черными металлами, температуру плавления и довольно легко свариваются. Тем не менее, за счет большой теплопроводности этих металлов (напр. Cu Al Mn) требуется такой же, или даже больший по мощности источник нагрева.

 

Главная помеха сварке – образование оксидов. Пленки окислов не дают металлам сплавляться. У большинства цветных сплавов, а это сплавы на основе меди, окислы довольно легко восстанавливаются, поэтому варить их удается и при слабых восстановителях. Достаточно даже присутствия органических радикалов в плазме (сварка водно-спиртовыми и водно-ацетоновыми смесями).

Исключением является алюминий, чрезвычайно легко окисляющийся и образующий прочную связь с атомами кислорода. К тому же, окись алюминия очень тугоплавкое вещество. Здесь необходимо применение специальных флюсов и их постоянное присутствие в ванне.

Видео ролик — сварка алюминия

Для защиты от кислорода также применяют аргон, как наиболее распространенный и дешевый из инертных газов. Но он вполне эффективен только тогда, когда ванна обдувается со всех сторон. По этой причине очень сложно варить алюминий в присутствии ветра вне помещений. Сварка титановых сплавов также требует использования аргона. Причем аргон должен быть высшего качества.

Сварка тонколистового металла плазмотроном

При сварке тонких листов плазменную горелку не следует располагать слишком близко к металлу, так как при этом можно слишком легко выдуть его. Давление плазменной дуги на металл значительно (в 5-7 раз) выше, чем обычной. Сварочный ток необходимо ограничить величиной 12-14 и менее ампер. Иногда хватает и 1-2 А.

Совет: Тонкие листы металла обычно удобнее всего сваривать газовой сваркой. Сварка плазмой требует меньше оборудования (баллонов с газом, редукторов, шлангов), но зато требует больше специальных навыков от сварщика. Некоторые мастера, в основном, ювелиры и специалисты по лабораторному и научному оборудованию, могут сваривать микроплазмой на маленьком токе даже фольгу.

Сравнение технологии лазерной сварки с плазменной сваркой

Лазерная сварка производится мощными лазерами непрерывного или импульсного действия. Благодаря фокусировке пятна на очень малой площади удается получать очень высокие температуры. На луч света не действует магнитное поле или движение газа, лазер легко можно “подать” в труднодоступные места. Изменяя апертуру луча, можно очень плавно регулировать ширину зоны нагрева. Производительность лазерной сварки примерно в 50 раз выше дуговой. Например, лист стали 20 мм сваривается со скоростью 100 метров в час за один проход.

Однако, лазерной сварке присущи и недостатки: невысокий к.п.д. из-за значительного коэффициента отражения(0.1-2%) и очень высокая цена на оборудование. Несмотря на это, есть области, где лазерная сварка оказывается незаменимой, например, в электронной промышленности при изготовлении очень многих приборов, особенно миниатюрных. Поэтому обычно рабочее место лазерного сварщика для ручной работы выглядит не совсем подходящим для стройки или гаража:

Рабочее место лазерного сварщика для ручной работы

Сравнение: сварка аргоном или плазмой

Сварка аргоном – Gas Tungsten Arc Welding (на русский переводится немного длиннее: дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа) и плазменная сварка часто путаются между собой неспециалистами из-за внешней схожести оборудования и даже части расходных материалов. Между тем, это совсем разные процессы.

Аппарат для плазменной сварки

Отличие аргонной сварки от плазменной сварки

Аргонная сварка производится в атмосфере аргона при обычном давлении, плотность энергии в дуге не превышает таковую для простой сварки. Просто сварочная ванна защищается от действия кислорода, а вольфрамовый электрод практически не расходуется.

Плазменная сварка выполняется плазмотроном – генератором плазменной дуги в атмосфере повышенного давления. При этом достигается очень высокая температура в узком столбе плазмы. В отличие от дуги атмосферного давления, факел у плазменной дуги почти цилиндрической формы, давление на металл в 5-8 раз больше.

Аргон или плазма: что лучше

Каждый вид процесса хорош для своих целей. Аргоновая сварка имеет очень широкую область применения: можно варить практически все, что вообще способно образовывать сплавы с приемлемыми механическими свойствами. Очень широко используется аргоновая сварка в аэрокосмической промышленности, особенно в ракетной технике, где к тонким металлическим деталям и швам предъявлены очень высокие прочностные требования.

Плазменная сварка также имеет свои преимущества. Хотя наиболее широко плазмотроны используются для резки металла (т.к. очень быстро и ровно режут), для сварочных работ они тоже применяются. Например, там, где требуется минимальное коробление металла, выгодно уменьшать зону термического воздействия. Для этого как раз и хороша плазменная сварка.

Скорость выполнения плазменной сварки гораздо выше. Плазменная дуга горит значительно стабильнее обычной. К тому же, использование защитного газа “поверх” рабочего прибавляет плазменной сварке большую часть преимуществ аргонной сварки.

Плазменная сварка, без всяких сомнений, представляет большой интерес как мощный источник нагрева с малой областью воздействия. Тот факт, что запатентована она была еще в начале 60-х прошлого века, а в открытых источниках о ней до сих пор можно найти не так уж много информации, говорит о том, что эта технология попала в гражданскую промышленность от военных, которые тщательно скрывают все и всегда, просто по природе своего ведомства. А действительно ценные вещи они берегут пуще глаз до последнего. Таким образом, и для гражданских инженеров в промышленности, и для домашних умельцев тут открывается большое поле для самостоятельных исследований.

Информация о методе плазменная сварка

Плазменная сварка представляет собой способ сваривания металлов с использованием плазменного потока. Главной особенностью плазменной сваркой является возможность достижения более высоких температур, чем при стандартной дуговой сварке. Это обеспечивает лучшие условия проплавления металла во время работы.

Плазменная сварка является одним из самых современных и инновационных методов сваривания материалов. Широкие возможности применения обеспечиваются благодаря ряду преимуществ:

• возможность ведения процесса с использованием высоких температур,
• снижение чувствительности процесса к длине дуги,
• горение дуги даже на малых токах,
• повышенная скорость ведения процесса,
• увеличенный коэффициент полезного действия,
• возможность работы с материалами толщиной до 1см,
• точный контроль глубины провара,
• практические полное отсутствие шлаков и отходов в ходе работы,
• простота в установке и использовании оборудования.

Главным недостатком плазменной сварки является высокая стоимость оборудования и работы. Несмотря на простоту установки и использования плазмотрона оборудование требует тщательного ухода, регулярной чистки. Горелка и электрод плазмотрона должны меняться своевременно, чтобы избежать проблем в работе оборудования. Также необходимо тщательно следить за температурой процесса и оборудования, чтобы избежать перегрева. Специалисты, работающие с плазмотроном, должны пройти специальное обучение. Оператор плазмотрона должен иметь определенные знания и навыки.

Все недостатки легко нивелируются достоинствами плазменной сварки. Высокая эффективность и повышенная производительность перевешивают понесенные затраты на оборудование и обучение персонала. В результате же компания получает первоклассных специалистов, обученных работать на самом современном оборудовании для ведения плазменной сварки.

Область применения плазменной сварки

Плазменная сварка подходит для работы практически с любыми видами металлов и сплавов, в том числе для:

• титана и его сплавов,
• алюминия и его сплавов,
• магния и его сплавов,
• меди и ее сплавов,
• вольфрама,
• высоколегированных, низколегированных или нелегированных сталей,
• чугуна,
• сплавов никеля,
• различных неэлектропроводных металлов,
• других разнородных металлов.

В первую очередь плазменная сварка применяться на промышленных предприятиях. Это объясняется высокой стоимостью плазмотрона и необходимостью специального обучения персонала. Для индивидуального или бытового применения плазменная сварка может оказаться слишком затратным методом работы.

В промышленности плазменная сварка может применяться практически во всех отраслях. Особое применение плазменная сварка находит в отраслях, предъявляющих высокие требования к качеству сварного соединения и точности работы, например, в приборостроении, авиакосмической отрасли, медицинской отрасли и многих других.

Техника проведения и оборудование для плазменной сварки

Стандартно оборудование для плазменной сварки состоит из плазменной горелки, вольфрамового электрода, системы охлаждения, системы подачи газа и сопла плазмы. Для образования плазмы используется специальный газ – аргон, смесь аргона с водородом, кислород или азот. Сама плазма способна разогреваться до 30 000^oC. Система охлаждения нужна для контроля этой температуры и удержания ее не выше 8 000^oC.

При подаче тока на конце электрода образуется электрическая дуга. Аргон, попадая в зону дуги, образует плазму, нагревается и ионизируется. Тепловое расширение увеличивает объем газа в 50-100 раз. Аргон начинает истекать из сопла плазмотрона. Основным источником энергии для сварки является тепловая энергия газа и энергия ионизированных частиц газа.

Сварка может проводиться плазменной дугой при сварке прямого действия или плазменной струей при сварке косвенного действия. При прямой сварке плазменная дуга горит между электродом и свариваемым изделием. При косвенной сварке плазменная струя горит между соплом плазмотрона и электродом.

По величине тока различают микроплазменную сварку (при токах 0,1-0,25А), сварку на средних токах (до 150А) или сварку на больших токах (свыше 150А). Сварка на больших токах обеспечивает полных прожог металла. Микроплазменная сварка используется для работы без прожогов.

ПЛАЗМЕННАЯ СВАРКА [видео, состав оборудования, технология]

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

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

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

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

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

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

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

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

Особенности работы

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Видео:

Основные разновидности

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Видео:

Состав оборудования

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Видео:

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

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

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

Сварка нержавейки плазмой – Плазма и газ-резка, сварка, напыление

DeSado, деформацию без оснастки не уменьшить. Только оснастка способна уменьшить деформацию до 80-90%.

ТИГ сварка и плазма основное отличие это плавание шва, т.е. если горелку вести ровно, то ТИГ будет откланяться, а плазма нет.

Судя из вашей задачи это приварка фланца к сильфону, т.е. сильфон из 0.7, а 1.5 это фланец или труба. Следовательно нужна оснастка. Пусть это ТИГ или плазма, то при появлении зазора, тут же будет будет дырка. вашу задачу можно решить применив шовную точечную сварку (т.е. роликовую).

Если ТИГ или плазма, то ручками качество будет разное… Т.е. если штучку сварить еще можно, а если делать серийно то будут проблемы. Плазма упростит получение шва. Но нужна оснастка – отвод излишнего тепла.

По легкости сварки по вашей задачи: ТИГ это не предсказуемое выделяемое количество энергии. Т.е. когда вы горелку чуть выше, чуть ниже ведете, то у вас меняется напряжение в дуге которое прямо линейно влияет на нагрев метала. Следовательно и ширина шва и проплав будут плавать. Если рука сварщика как и глаз набиты опытом, то качество будет но его лучше не отпускать в отпуск, т. к. после отпуска опять начнет делать брак некоторое время.

Плазменная сварка в данном случае будет иметь стабильную дугу, которая не сильно изменяется при изменении высоты горелки. Поэтому лично мне как ни сварщику будет легче подстроить аппарат под свои задачи и получить тот же шов, какой сделает сварщик профессионал. (Проверено и перепроверено)

 

НО!!! ЖИРНОЕ такое, НО!!! Конечно плазма предпочтительнее если будет не штучное производство, а серийка и применяя легкую механизацию можно упростить получение изделия.

 

Как же без ложки ДЕГТЯ?!

Из выше сказанного, плазма это следующий шаг в улучшении и упрощении сварки. Только у плазмы есть один недостаток, это внутренний угловой шов. Если в ТИг сварки угловой шов (в тавр), вы можете легко сварить, т.е. вытащили электрод и очень узко направленно начали варить, то плазменной дуге нужно куда то выходить, т.е. газ не может упираться и доступ к месту стыка имеет ограничения из-за диаметра плазменного сопла. Поэтому не удается получить локальный нагрев внутреннего угла. 

 

Для сравнения, наружный угол. Дуга бъет только туда куда направили, поэтому любые заусенцы или не равномерность ионизации зазора между электродом и деталью не влияют. И если в ТИГ сварке, любое ухудшение заточки электрода и не равномерность ионизации зазора приводят к гулянию дуги. То при плазме этого не будет и при AC режиме особенно это чувствуется. 

 

P.S. Есть демонстрационный зал, где вы можете попробовать поварить и сравнить ТИГ с Плазмой. Можете направиться вместе с сварщиком и принять единственное правильное решение. Или решить для себя что же будет для вас правильным решением?! 

Плазменная сварка – сущность и принцип работы

Плазменная сварка применяется при соединении некоторых марок нержавеющих сталей, тугоплавких и многих цветных металлов, также изделий из разных материалов.

Технология соединения металлов с помощью плазменной дуги открывает большие возможности в области сварки. Она основана на принципе расплавления сплавов узконаправленной струей плазмы, обладающей огромной энергией. Плазменная сварка применяется при соединении некоторых марок нержавеющих сталей, тугоплавких и многих цветных металлов, а также изделий из разных материалов.

Особенности технологии

Плазменная сварка основана на технологии аргонодуговой сварки. Различие этих технологий в особенностях дуги. В отличие от обычной электрической, дуга плазмы представляет собой сжатую плазменную струю, обладающую мощной энергией. Чтобы понять сущность процесса плазменной сварки, нужно знать, что такое плазма и условия ее возникновения.

Что такое плазма и как она возникает

Плазма — это состояние газа при его частичной или полной ионизации. Это значит, что он может состоять не только из нейтральных молекул и атомов, но и из электронов и ионов, обладающих определенным электрическим зарядом или полностью состоять из заряженных частиц. Для перевода газа в состояние плазмы нужно ионизировать большую часть его молекул и атомов. Чтобы добиться этого, необходимо приложить к электрону, входящему в состав атома, усилие, превышающее его энергию связи с ядром и помочь оторваться от него.

Для этого должны быть созданы определенные условия, которые и были разработаны в области получения плазменной дуги.

Первое упоминание о разработке плазменной сварки было в 1950 году. В 1960 году были представлены некоторые принципы получения плазменного потока и внедрена технология и оборудование плазменной сварки. У нас в стране исследованиями в этой области и разработкой технологии занимались в Институте металлов им. А. А. Байкова, руководил проектом Н.Н. Рыкалин. После изучения физических свойств и энергии сжатой электрической дуги в среде аргона, преобразованной в плазменную струю, были определены ее технические возможности в области сварки и разработано специальное оборудование.

Схема получения плазменной струи

Плазменное преобразование достигается за счет воздействия сильного электрического поля, созданного дугой при прохождении через газ, на принудительно вдуваемый газ, поступающий через сопло горелки.

Таким образом, для преобразования электрической дуги в наэлектризованную струю плазмы, необходимо выполнить два условия:

• выполнить ее сжатие;
• провести прогон через нее специального газа для создания плазмы.

Сжатие обеспечивает специальное устройство плазмотрона. В итоге, толщина струи уменьшается, а напор — возрастает. Одновременно к дуге подается газ, который под ее воздействием нагревается и превращается в плазму. За счет нагрева происходит расширение и увеличение объема газа. В результате из сопла он устремляется с большой скоростью. При этом, если обычный электрический разряд имеет температуру порядка 5000-7000^оС, то плазма может достигать 30 000^оС.

Для образования плазмы используют в основном аргон с добавлением небольшого количества гелия. Электрод должен быть также защищен нейтральным аргоном. В качестве электрода выбирают вольфрамовые изделия с добавлением тория или иттрия.

Технология плазменной сварки характеризуется высокой температурой и небольшим диаметром дуги, что обеспечивает ее значительную мощность.

Основные характеристики и преимущества

Получив плазменную дугу, вы можете значительно расширить возможности сварки. Основными отличиями ее от обычной аргоновой сварки являются:

• высокая температура плазмы, достигающая 30000^оС;
• малое поперечное сечение дуги;
• коническая форма дуги, характерная для аргоновой сварки, изменена на цилиндрическую форму;
• малый диаметр струи позволяет значительно увеличивать давление, с которым она воздействует на металл. Оно выше, чем при аргонной сварке почти в 10 раз.
• процесс сварки может поддерживаться небольшим током в пределах от 0,2 до 3,0 ампер.

Такие свойства плазмы обеспечивают существенные возможности этой сварки перед аргонодуговой сваркой:

• обеспечивается более глубокий проплав шва;
• уменьшается зона расплавления без разделки свариваемых кромок;
• благодаря цилиндрической форме и способности увеличиваться по длине, с помощью плазменной дуги можно проводить сварку труднодоступных мест.

Недостатки технологии

Сварка не лишена недостатков:

• во время ее проведения происходит частичное рассеивание энергии в пространство;
• возникает потребность в плазмообразующем газе и охлаждении плазмотрона водой;
• стоимость оборудования значительно выше стоимости аргонодуговых аппаратов.

Виды плазменной сварки

Плазменные устройства работают преимущественно с горелками, использующими постоянный ток.

Применяют две схемы работы:

• С использованием дуги, образованной между неплавким электродом и свариваемой поверхностью металла;
• С использованием струи плазмы, образованной между неплавким электродом и корпусом плазмотрона.

Соединение металлов с использованием плазмы разделяют также по значению величины используемого тока. Применяется следующие виды сварки:

• микроплазменный вид, проходящий в интервале тока от 0,1 до 25 ампер;
• сварка с использованием средних токов, величиной от 50 до 150 ампер;
• сварка с использованием токов более 150 ампер.

При микроплазменной сварке металл практически не прогорает. В случае использования токов большого значения достигается полное проплавление шва с разделением изделий и последующей их заваркой.

Устройство и принцип работы плазмотрона

Аппарат, выполняющий роль плазменного генератора, называют плазмотроном. Он представляет собой устройство, использующее энергию электричества для создания плазменного состояния газа и дальнейшего использования плазмы в образовании сварочной дуги.

Используют два вида конструкций плазмотронов, работающих по схеме косвенного или прямого образования дуги.

Для плазменной сварки используют преимущественно плазмотрон, работающий по прямой схеме, когда катодом служит вольфрамовый электрод, а анодом — свариваемая поверхность. Именно тогда дуга приобретает форму цилиндра.При косвенной схеме работы струя плазмы имеет обычный конический вид.

Основными узлами такого устройства являются:

• вольфрамовый электрод (катод), который образует одну связку с устройством подачи плазмообразующего газа;
• корпус устройства;
• сопло с формообразующим наконечником;
• термостойкий изолятор;
• охлаждающая система с использованием водной струи;
• пусковое устройство.

Для возбуждения основной дуги к поверхности металла от аппарата подключается положительно заряженный кабель.

Возникшая дуга ионизирует газ, поступающий из баллона или компрессора в камеру под давлением. При разогреве во время ионизации газ расширяется и выбрасывается в виде струи плазмы из камерного пространства с большой кинетической энергией.

Для того, чтобы облегчить розжиг основной дуги, в камеру плазмотрона встроен вспомогательный электрод, выполняющий роль анода. При включении плазмотрона в сеть и его запуске этот электрод получает положительный заряд, образуя дугу с вольфрамовым катодом. Возникшая плазменная струя разогревает свариваемый металл и провоцирует розжиг основной мощной плазменной дуги по схеме “вольфрамовый катод-поверхность металла”. Выполнив свою функцию, дежурная плазменная дуга гасится, а аппарат продолжает работать на основной струе плазмы.

Оборудование для сварки плазмой

Для проведения плазменной сварки в нашей стране используют аппараты отечественного производства, наиболее востребованным из которых является мобильный аппарат универсального применения «ПЛАЗАР».

Также распространены в использовании плазмотроны зарубежного изготовления «FoxWeld PLAMA 33 Vulti», «BLUE WELD BEST PLASMA 60 HF» и другие.

Плазменная сварка

Современные производственные технологии не стоят на месте, поэтому теперь появилось огромное количество методов сваривания металлов. Плазменная сварка входит в это число, ведь она является самой продвинутой и современной из всех возможных.

Сварка плазмой позволяет облегчить процесс сваривания металлов быстрым и удобным, металлические детали при необходимости хорошо разрезаются при помощи специализированного аппарата, ну а монтажные работы становятся более легкими при применении плазмы. Также такое сваривание является довольно безопасным, вот только не стоит забывать об осторожности сварщика, ведь нужно обязательно соблюдать все нормы безопасности при сваривании специальными аппаратами.
Плазменное сваривание и для чего оно нужно

Сплавы и металлы, к примеру, нержавеющая сталь, металлы цветные или разнообразные соединения, тяжело поддаются свариванию, они тяжело обрабатываются и соединения в большинстве случаев получаются не особенно качественными и крепкими. Поэтому теперь появился новый метод сваривания при помощи сварки плазмой, которая позволяет сделать этот процесс надежным.

Данный тип сваривания основан на специальных характеристиках плазмы, поэтому ее в основном применяют при строительных работах.

Плазменная дуговая сварка сильно напоминает сварку аргоном, вот только в этом случае не используется обыкновенная дуга, ведь температуры могут достигнуть 30 000 градусов по Цельсию.

Поэтому при сваривании плазмой при помощи специализированных приспособлений можно соединять различные конструкции, которые вообще невозможно соединить обычным способом, в котором самая высокая температура плавления достигает лишь 5000 градусов.

Данный процесс основан на расплавлении металлических сегментов на поверхности при большой скорости ионизированных газов, который состоит из частей, проводящих ток.

В процессе потоки ионизируются при нагревании быстро движущейся дуги, которая выходит из плазмотрона. Ионизация становится выше во время роста температур и газов.

Плазменная дуга, имеющая высокие мощности и температуры, получается из обыкновенной дуги при сжигании и выдувании в дугу, ну а плазмообразующий газ сформировывает ее до необходимого состояния. Обычно данным газом является аргон или смесь его гелия и водорода.

При ионизации кинетические частицы, содержащиеся в газах начинают увеличивать тепло дуги и энергии. При этом дуга из плазмы начинает сильно давить на металлы, ведь ее диаметр существенно уменьшаться.

Положительные стороны сваривания плазмой

Если сравнивать сваривание плазмой с обычной сваркой, то стоит отдельно отметить некоторые положительные стороны плазменно-дугового сваривания:

• аппарат можно использовать при сваривании металлических конструкций;
• металлы большой толщины 50 — 200 мм легко разрезаются при плазменной сварке;
• значительно экономятся затраты на газы, ведь здесь вполне можно обойтись без бутана, пропана и ацетилена;
• швы при сварке плазмой точные, ровные и аккуратные;
• металлы при сварке не деформируются;
• сварка плазмой безопасна при соблюдении всех норм и технологий, ведь не требуется применение газовых баллонов.

Микроплазменная сварка и ее особенности

Сварку плазмой можно подразделить на три разновидности, которые напрямую зависят от того, какая сила тока применяется во время процесса:

сваривание при использовании большого тока более 150 А;

сваривание на среднем режиме тока от 50 до 150 А;

сваривание микроплазменное при силе тока от 0,1 до 25 А.

Микроплазменное сваривание является довольно распространенным способом из всех разновидностей сваривания плазмой. Данный вариант подразумевает под собой воздействие тока всего в нескольких Амперах, это приводит к образованию дежурной дуги, которая постоянно горит между медным водоохлаждающим соплом и вольфрамовыми электродами, имеющими диаметр от 1 до 2 мм.

Основная дуга приходит в действие тогда, когда плазма подводится к металлическому изделию для последующей обработки. Плазмотронное сопло диаметром 0,5 — 1,5 мм подает газы, которые и начинают образовывать плазму.

Плазменная сварка и резка металла

Плазменная дуга имеет диаметр максимум 2 мм, именно поэтому значительные тепловые энергии сосредотачиваются на небольшом сегменте металлических заготовок. Данная разновидность сваривания имеет довольно качественный эффект для изделий, в которых толщина не превышает 1,5 мм.

Важно! Чтобы образовался защитный газ и плазма рекомендуется пользоваться аргоном при сваривании такого типа. Иногда можно применять разнообразные добавки для сваривания, это напрямую зависит от обрабатываемых материалов.

Аппарат для плазменной сварки данной разновидности способен сваривать металлические детали и конструкции в разных режимах. С его помощью можно изготавливать тонкостенные трубы и емкости, производить ювелирную продукцию и украшения, сваривание фольги и разнообразных креплений, а также многие остальные операции.

Сварка при средней силе тока и ее особенности

Сваривание на среднем режиме тока применяется при помощи раскаленных газов, сила тока здесь должна быть 50 — 150 Ампер. Она должна находиться между сварочной дугой и лучом электронного типа (лазерным).

Использование данного способа сильно напоминает аргоновую сварку при применении вольфрамовых электродов. Однако сваривание на средней силе тока плазменного типа имеет более мощную дугу, поэтому и оказывает сильное действие на определенные участки свариваемых металлов, что обеспечивает высокую эффективность и качество соединения.

Плазморез и работа с ним

Аппарат плазменной сварки действует на среднем режиме тока, поэтому металлические изделия расплавляются качественно и глубоко. Шов при этом становится довольно узким, чем когда обыкновенная дуга оказывает действие на заготовки.

Получается прекрасный результат из-за высокой энергии и большого воздействия плазменной дуги на ванну сваривания.

В результате под дугой начинает образовываться жидкий металл небольшой толщины.

Также металлические заготовки прекрасно прогреваются на необходимой глубине, поэтому и получается сваривание металлов самого высокого качества.

Плазменная сварка при большом токовом режиме

Применение плазменной сварки на токах большого размера больше 150 Ампер дает еще более высокую мощность на металлические заготовки. Дуга оказывает самое мощное воздействие на металлы при использовании не плавящихся электродов.

Заготовка при этом способе проплавляется полностью. Сварочная ванная начинает образовывать сквозное отверстие. Весь процесс сваривания металлов сначала разрезает заготовки, а затем заваривает их с высокой прочностью. Расплавленные металлы, которые выступают из сквозного отверстия, удерживаются в необходимом месте при силе поверхностного натяжения.

Сущность плазменной сварки при высокой силе тока необходима при обрабатывании титановых заготовок и сплавов, медных и алюминиевых деталей, легированных сталей и с низким содержанием углерода, а также многих других изделий.

При использовании данного метода сваривания можно значительно сократить расходы, связанные с качественной сваркой металлических конструкций и сооружений, работа будет происходить с большей быстротой и качеством.

Аппарат для плазменной сварки

Самыми распространенными аппаратами для плазменной сварки являются аппараты для газовой, электрической, инверторной и плазменной сварки. Плазменный аппарат является самым высокотехнологичным и современным.

По большей части все мастера и специалисты в своем деле стараются приобретать и пользоваться именно плазменными сварочными аппаратами. Вед данные приспособления помогают значительно сократить время процесса сваривания, причем получить самое высокое качество и прочность соединения необходимых металлов и конструкций.

Чтобы сварочный аппарат такого типа прекрасно функционировал, необходима только подача электрического тока и использование сжатого воздуха. Такое оборудование также радует профессионалов тем, что при ремонте требует замены лишь сопла и электрода, ну а газовое оборудование постоянно необходимо заправлять и заменять присадки.

Сварочное оборудование для плазменной сварки подразделяется на два вида, это напрямую зависит от того, какого типа будет плазменная струя, прямая или косвенная.

Сварочная дуга прямого типа бывает цилиндрической формы, главным ее отличием является высокая температура. В данных устройствах для сваривания более хорошо проработана система охлаждения.

Аппараты с прямой дугой имеют более большой КПД, в сравнении с косвенной дугой. Именно поэтому ими пользуются в большинстве случаев при разрезании, наплавлении и сваривании металлических изделий, а косвенные аппараты чаще предназначены для нагревания и напыления.

Технология плазменной сварки

Плазменная сварка имеет отличия от остальных способов сваривания материалов. Именно поэтому следует учитывать некоторые особенности данного процесса. Необходимо заблаговременно подготовить необходимое оборудование и материалы, а затем придерживаться точной технологии во время всего процесса.

Необходимо для нормального сваривания заточить электрод под наклоном около 30 градусов. Образовавшийся конус должен быть равен 5 — 6 диаметрам электрода. Конец не должен быть слишком острым.

Для сваривания листов из металла следует тщательно следить за образованиями зазоров, которые будут больше 1,5 мм. Сварные стыки должны совпадать с остальными, чтобы соединение получилось надежным и качественным.

Процесс сваривания следует проводить при применении постоянного тока. Газ необходимо подавать к необходимому месту за 15 секунд до того момента, как возбудится плазменная дуга.

Оборудование для плазменной сварки нужно держать на расстоянии меньше 1 см от поверхности.

Во время процесса сваривания нужно смотреть, чтобы дуга не оборвалась. Если это случилось, то необходимо тщательно зачистить данное место. Сварка возобновляется немного раньше того места, где произошел обрыв.

При соблюдении правил эксплуатации данного прибора процесс станет качественным, быстрым, а главное безопасным.

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.
 

Часто упускаемый из виду PAW предлагает скорость и доступность

Объект

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

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

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

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

Основы PAW

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Режимы работы

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

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

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

Преимущества и недостатки

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Совместное использование PAW и GTAW

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

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

Свинцовый резак для GTAW использовался для предварительного нагрева и подготовки кромок. Второй резак PAW работал в режиме замочной скважины для обеспечения полного проплавления.Горелка GTAW использовалась в качестве ведомой горелки для сглаживания и придания формы сварному шву.

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

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

Чтобы получить все преимущества от PAW, необходимо установить надежные процедуры сварки, такие как определение рабочих окон для параметров сварки.

Плазменная сварка – обзор

16.3.1.11 J Плазменная сварка и резка

Плазменная дуговая сварка была разработана на основе сварки TIG путем размещения узкого отверстия вокруг дуги и подачи небольшого потока аргона через отверстие (Рисунок 16.80). Суженная дуга диссоциирует газообразный аргон на положительно и отрицательно заряженные электроны, образуя плазму. 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, протекающим 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 суженная 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 с высоким 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 применять на углеродистых, низколегированных и нержавеющих сталях 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. Для резки большинства цветных металлов в качестве плазменного газа используются азот, смеси азота с водородом или смеси аргона с водородом. 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 позволяет концентрировать плазменное пламя и обеспечивать более высокие скорости резки.

Плазменная резка может использоваться для подготовки кромок листов (например, снятия фаски) и для фигурной резки. Процесс можно использовать вручную, или резак может быть установлен на механизированном режущем оборудовании, аналогичном тому, которое используется для газовой резки. Углеродистые стали толщиной до 75 мм можно резать плазменной резкой быстрее, чем кислородно-топливным 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.

Плазменная сварка – все, что вам нужно знать

Что такое плазменная сварка?

При плазменной сварке дуга образуется между заостренным вольфрамовым электродом и заготовкой.Электрод помещен в корпус горелки, поэтому плазменная дуга может быть отделена от оболочки защитного газа. Затем плазма пропускается через медное сопло с мелким отверстием, которое сужает дугу. В результате дуговая плазма выходит с очень высокой скоростью и достигает температуры до 28 000 градусов Цельсия.

Плазменная сварка и сварка TIG; Различия и сходства

При плазменно-дуговой сварке (PAW) столб дуги TIG сжимается с помощью медного сопла с водяным охлаждением.Это значительно увеличивает плотность энергии дуги по сравнению с исходной аркой TIG.

Для плазменной сварки мы также используем вольфрамовый электрод, и дуга зажигается с помощью высокочастотного напряжения. Это пилотная дуга, которая горит между вольфрамовым электродом (мин.) И плазменным соплом (плюс) с относительно низким ток (от 1 до 15 ампер в зависимости от размера плазмотрона). Пилотная дуга является проводником сварочного тока. Плазменная дуга загорается, когда плазменное сопло приближается к месту сварки на несколько мм.

О температурах

Температура вокруг вольфрамового электрода при сварке TIG составляет около 18 000 градусов Цельсия. Температура в плазменной камере составляет 28 000 градусов Цельсия, а инертный плазменный газ очень сильно ионизирован. Сердцевина плазменной дуги, которая касается заготовки, примерно на 4000 градусов Цельсия теплее, чем 11000 градусов Цельсия дуги TIG. В плазменном сопле имеется отверстие, образующее плазменную камеру. Размер этого отверстия зависит от силы тока, используемого для сварки.В наших Решениях для реальной жизни вы найдете более подробную статью о температурах TIG.

Три основных типа плазменной сварки

При плазменной сварке мы различаем три основных типа. Основное различие между тремя типами – это используемая сила тока.

1. Микроплазменная сварка , где ток составляет от 0,02 до 15 ампер.
2. Плазменная сварка методом плавления , при котором сварка выполняется так же, как и в процессе TIG.Сила тока составляет от 15 до 100 ампер.
3. Плазменная сварка методом «замочной скважины». Уровни тока могут варьироваться от 15 до 350 ампер, в зависимости от толщины материала.

Плазменная сварка в замочную скважину

При плазменной сварке в замочную скважину плазменная дуга просверливает отверстие в очень плотно закрытом шве. Если переместить плазменную горелку очень аккуратным движением, шов сразу же снова закроется. Плазменная сварка «замочная скважина» может применяться почти исключительно автоматически, с токами до 350 ампер и выше.Плазменная сварка «замочная скважина» обычно выполняется без добавок. Однако есть также применения с присадочными материалами, такие как сварка опор, которые можно увидеть в этом видео.

Преимущества

По сравнению со сваркой TIG, плазменная сварка имеет ряд преимуществ:

• Тонкие материалы легче сваривать. Дуга TIG менее стабильна при тех же уровнях тока, а тепловложение больше из-за большей сварочной ванны.
• Проникновение больше.Это позволяет сваривать закрытые Т-образные швы толщиной примерно до 10 мм. Для TIG это максимум 3 мм.
• Дуга гораздо менее чувствительна к изменениям длины, поскольку размер плазменного столба практически не изменяется.
• Поскольку вольфрамовый электрод полностью встроен в горелку, вероятность включения вольфрама в ванну расплава практически отсутствует. Кроме того, срок службы электрода больше.
• Из-за того, что уровень тока при плазменной сварке намного ниже при одинаковой толщине материала, зона термического влияния (HAZ) уже и деформация меньше.
• Плазменную сварку очень легко автоматизировать и роботизировать.

Недостатки

Наконец, есть несколько недостатков:

• Сложность оборудования. Установка давления плазменного газа очень точная. Речь идет о правильной настройке между защитным газом и плазменным газом, для чего оборудование оснащено двумя счетчиками.
• Точность предварительной обработки должна быть очень высокой, особенно при сварке с замочной скважиной. Когда сварной шов слегка приоткрыт, процесс замочной скважины работать не будет.
• Из-за большого факела доступ к маленьким помещениям хуже.
• Сложный резак требует очень тщательного ухода.
• В случае ручной плазменной сварки устойчивость руки сварщика должна быть очень высокой, а из-за очень узкой сварочной дуги каждое движение руки сразу видно.

Что такое плазменная сварка? – Сварочный штаб

Процесс дуговой сварки, плазменная сварка (PAW) в чем-то похож на сварку TIG, поскольку дуга создается между сфокусированным вольфрамовым электродом и объектом.Однако плазменную дугу можно изолировать от оболочки защитного газа, поместив электрод внутрь корпуса горелки.

Вместо этого плазма проталкивается через тонкостенное медное сопло, ограничивающее дугу.

Что такое плазменная сварка?

Сварка или центральная дуга горит между деталью и вольфрамовым электродом при плазменной сварке. В качестве альтернативы, между вольфрамовым электродом и соплом с сильным влажным охлаждением горит нечто, называемое «пилотной дугой», с максимальной силой 3-30 А.

Кроме того, между соплом и электродом проходит плазменный газ (обычно аргон). Это немного вытесняет пилотную дугу из сопла, поэтому ее можно использовать в качестве электромагнитной «вспышки».

Вспомогательная дуга полимеризует контур петли, и благодаря чрезвычайно высокой надежности основная дуга теперь может быть активирована без высокочастотного контакта.

Различные физические эффекты (охлаждающий эффект сопла, электромагнитные эффекты) приводят к сужению дуги, типичному для плазменной сварки.Ванна расплава защищена безопасным газом, который подается между внешним соплом защитного газа и плазменными соплами.

Смеси чистого аргона или метана с водородом или гелием могут использоваться в качестве безопасного метана.

Подобно другим традиционным методам дуговой сварки, плазменная дуга имеет немного более высокую плотность энергии и меньшее расстояние между лучами.

Хотя диаметр дуги TIG расширяется от кончика электрода до заготовки под углом 45 °, диаметр плазменной дуги увеличивается лишь незначительно и имеет форму столба.

Принцип работы плазменно-дуговой сварки

В атмосфере нейтрального газа, генерирующего плазму, подвод энергии, необходимой для сварки, поддерживается за счет электрической дуги. Эта дуга, образованная между плавким электродом и изготовленными деталями, нагнетается соплом, которое пневматически и механически сжимает ее.

• Превосходный внешний вид
• Сокращение времени подготовки к сборке за счет исключения снятия фаски со слоев до 10 мм
• Фальшивая манипуляция
• Качество стыков: 100-процентная точность рентгеновских лучей благодаря максимальному и частому проникновению
• Соблюдение химической структуры связующего
• Уменьшение зоны теплового воздействия из-за сжатия дуги

Основы плазменно-дуговой сварки (PAW)

В процессе дуговой сварки, PAW, используется электрод из неплавящегося вольфрама или вольфрамового сплава, что-то вроде GTAW.Основное различие между этими двумя сварочными процессами заключается в том, что электрод в PAW закреплен консолью в сопле, которое служит для подавления дуги.

Через ограничивающее сопло плазменный газ ионизируется и выходит из сопла с высокой скоростью.

Плазменный газ сам по себе недостаточен для защиты атмосферы от расплавленного сварочного потока. Следовательно, защитный газ подается вокруг плазменной базы, как и при GTAW.

Выходная мощность плазменного газа немного ниже, чем у защитного газа для уменьшения турбулентности

Для поддержания равномерного размера пятна и плотности энергии конусообразная форма газовой вольфрамовой дуги требует использования устройства контроля напряжения дуги (AVC) или длины дуги (ALC) для автоматической сварки.В PAW ограниченная дуга приводит к более высокой столбчатой ​​дуге.

Это снижает влияние вариации длины дуги на плотность энергии и снижает потребность в AVC или ALC. Преимущество отрезания электрода в сопле заключается в уменьшении контакта с электродом.

Обычно электрода хватает на всю смену производства без пескоструйной обработки.

Еще одна особенность PAW – это способ зажигания дуги. Обычно ток высокой частоты (ВЧ) используется для создания вспомогательной дуги между медным соплом и электродом.

HF отключается после начала вспомогательной дуги. Ток вспомогательной дуги обычно фиксируется на одном уровне или может быть установлен на одном из двух этапов, обычно от 2 до 15 ампер.

Дуга передается на сварку и является составной частью электрической цепи. Поскольку дуга образуется до того, как будет сделан сварной шов, начало дуговой сварки обычно бывает довольно точным.

Во время сварки пилотная дуга остается включенной, и горелка может выполнить следующий шов, не требуя дополнительной высокочастотной сварки.

Может быть полезен для сварки в роботизированных приложениях, где ВЧ электромагнитные помехи могут взаимодействовать с автоматизированными системами управления. Следствием пилотной дуги является то, что для нее требуются плазменные горелки с водяным охлаждением, особенно для приложений с минимальным током.

Различные режимы работы PAW

Изменяя расход плазменного газа и диаметр ствола, можно выполнять следующие три режима работы.

Микроплазменная сварка

Микроплазма применяется для сварки тонких листов (до 0.Толщиной 1 мм), а также для деталей из сетки и проволоки. Прямая дуга, похожая на шприц, сводит к минимуму блуждающие дуги и смещение.

Среднетоковая сварка

Это альтернатива традиционному TIG при использовании в режиме плавления. Преимущества заключаются в большей инфильтрации (из-за более высокого потока плазменного газа), лучшей устойчивости к загрязнениям подложки, таким как покрытия (электрод находится внутри горелки), и улучшенной устойчивости к различиям в зазоре между заготовкой и электродом без значительных изменений в энергозатратах. .

Сварка в замочную скважину

За счет увеличения сварочного тока и потока плазменного газа создается действительно сильный плазменный луч, который может обеспечить полное погружение в материал, например, при лучевой или лазерной сварке. Во время сварки создается замочная скважина, которая медленно проходит через металл, а расплавленная сварочная ванна движется позади, создавая сварной шов под факторами поверхностного натяжения.

Этот метод можно использовать для сварки более толстых материалов за один процесс (до 10 мм нержавеющей стали).

Плазменная дуга обычно обрабатывается с помощью фирменного источника питания постоянного постоянного тока (провисания). Так как специальная система горелки и независимые потоки плазмы и защитного газа являются источником ее специфических функциональных характеристик, пульт управления плазмой может быть подключен к традиционному источнику питания TIG.

Он также предоставляет плазменные системы собственного производства.

Хотя для активации дуги используется HF, она сначала возникает между плазменным соплом и электродом.Эта «вспомогательная» дуга сохраняется внутри корпуса горелки до тех пор, пока не переместится к заготовке, необходимой для сварки.

Устройство вспомогательной дуги гарантирует стабильное начало дуги, а поскольку вспомогательная дуга сохраняется между сварными швами, оно устраняет необходимость в повторном зажигании высокочастотной дуги, которое может вызвать электрические помехи.

Электродом, используемым во время плазменной фазы, является вольфрам с 2% тория, а медь является плазменным соплом. Диаметр отверстия плазменного сопла имеет жизненно важное значение, а диаметр отверстия слишком мал для текущей стадии, а скорость потока плазменного газа может вызвать значительное окисление сопла или даже его возгорание.

Для плазменного газа обычное соотношение газов – аргон с аргоном или аргоном плюс от двух до пяти процентов водорода в качестве защитного материала. В качестве плазменного газа можно использовать гелий.

Однако из-за его высокой температуры это снижает текущий рейтинг сопла. Меньшая масса гелия также может затруднить режим замочной скважины.

Комбинации гелия и аргона используются в таких материалах, как медь, в качестве защитного газа.

Общие сведения о различных типах плазменной сварки (PAW)

Теперь, когда мы знаем основы плазменной сварки, мы можем перейти к различным типам плазменно-дуговой сварки, используемым сегодня.Ниже приведены две категории плазменной сварки:

Переданная PAW

Эта система PAW использует постоянный ток с постоянным напряжением. Кроме того, в этой форме металл может быть связан с выводом + ve , а вольфрамовый электрод может быть связан с выводом -ve .

Дуга образует вольфрамовый электрод, а также участок работы. Для этого вида процесса и дуга, и плазма движутся к секции работы, что увеличивает мощность нагрева техники.

Этот вид PAW можно использовать для соединения прочных листов.

Неперенесенная PAW

В этом процессе PAW используется постоянный ток прямой полярности. Кроме того, в этом процессе можно соединить сопло с наконечником + ve и связать вольфрамовый электрод с наконечником -ve .

Дуга возникает внутри горелки между вольфрамовым электродом и соплом, что способствует ионизации газа внутри горелки. Кроме того, резак должен пропускать ионизированный газ, чтобы идти дальше.

Этот стиль PAW можно использовать для соединения тонких листов.

Это два разных типа дуговой сварки лапой, которые можно использовать для сварки. Вы можете выбрать правильный метод плазменно-дуговой сварки для своих приложений, учитывая процесс / этап, связанный с каждым типом плазменно-дуговой сварки.

Обсудив типы плазменной сварки, мы можем перейти к преимуществам и недостаткам плазменной сварки.

Преимущества и недостатки плазменной сварки

Несмотря на то, что плазменная дуговая сварка (или плазменно-дуговая сварка) часто игнорируется в производстве стали, алюминия или нержавеющей стали, несмотря на то, что она используется в приложениях с высокой степенью достоверности, таких как аэрокосмическая, электронная, автомобильная и медицинская промышленность, поскольку это гораздо больше сложный и требует более дорогостоящего набора инструментов по сравнению с другими процессами дуги.

Объяснение игнорирования затруднительного положения заключается в том, что лапа работает немного медленнее по сравнению с другими методами сварки, такими как сварка лазерным лучом (LBW).

Однако

PAW не самый медленный из всех. Это быстрее, чем GTAW (газовая дуговая сварка вольфрамом), которая также известна как TIG или инертный газ. Кроме того, PAW обеспечивает сварку с минимальными затратами, тогда как LBW была первым вариантом.

У

PAW также есть свои плюсы и минусы, включая металлопрокат, гибку металла, лазерную резку и т. Д.По правде говоря, PAW намного медленнее, чем LBW.

Интенсивность может быть в пять раз больше, чем достигается PAW, в зависимости от лазера, используемого в LBW. Однако, когда вы обнаружите затраты на сварку, PAW намного более экономичен, чем LBW и некоторые другие методы сварки.

Вот почему PAW все еще используется в обработке металлов как экономичная альтернатива дорогостоящей LBW, где высокое качество и высокая скорость не являются обязательными. Однако у PAW есть обратная сторона, заключающаяся в большем тепловложении.

Позволяет образовывать более широкие сварные швы и некоторые термически затронутые области, а также LBW и EBW. Это создает большую нестабильность, а также приводит к повреждению механических свойств.

Тем не менее, PAW имеет преимущество перед ними помимо экономической эффективности. Именно сопротивление стыковке зазоров, а также неровностей обеспечивает использование PAW в производстве металла.

Хотя дуга ограничена, столб плазмы имеет значительно больший диаметр, чем пучок. Следовательно, легче создавать наполнители с PAW, чем с LBW или EBW.

Что касается контраста между PAW и GTAW, PAW имеет серьезный недостаток – сложность. Фактически, как вы узнаете, рентабельность GTAW выше.

По сравнению с конической газовой вольфрамовой дугой, тонкая дуга для плазменно-дуговой сварки менее устойчива к неровностям стыка. Тем не менее, тонкая дуга микроплазмы легко сохраняется при более низком уровне тока, что дает ей небольшое преимущество перед GTAW.

PAW имеет немного более низкий предел тока, который составляет почти одну десятую GTAW.Это наряду с эффективным зажиганием дуги делает плазменно-дуговую сварку идеальным вариантом для многих приложений с меньшей чувствительностью, таких как медицина и электроника.

PAW также имеет более высокие преимущества по сравнению с GTAW. По этой причине активация сварных швов в режиме «замочная скважина» при плазменной дуговой сварке может привести к полному проплавлению всего за один проход в более мелком материале.

PAW устраняет необходимость в дорогостоящих совместных подготовительных работах и ​​устраняет необходимость в наполнителе.Кроме того, большую часть материала можно сваривать с помощью DCEN (отрицательный электрод постоянного тока) с помощью плазменно-дуговой сварки.

Несмотря на свою сложность и медлительность, PAW все еще используется, и легко понять, почему.

Выше мы обсудили некоторые причины использования плазменной сварки, а также некоторые причины, по которым ее следует избегать. Вы можете решить, использовать ли плазменную сварку или нет, в зависимости от того, что вы хотите получить от процесса сварки.

Чтобы облегчить вам выбор, мы быстро перечислим основные преимущества и недостатки не только плазменной сварки (PAW), но и плазменной резки.

Преимущества плазменной резки

Ниже приводится список основных преимуществ использования плазменной резки:

• Быстрая автоматизация
• Остается крошечный пропил
• Металлы можно резать любые
• Плавная толщина 150 мм
• Резка быстрее (примерно в 5-10 раз), чем газокислородная

Недостатки плазменной резки

Ниже приводится список основных недостатков плазменной резки:

• Большие первоначальные инвестиционные затраты
• Большая область, подверженная воздействию тепла
• Система также вызывает заусенцы
• Поверхность шероховатая
• Создает дым и шум
• Сложно построить острые углы

Преимущества PAW

Ниже приводится список основных преимуществ использования PAW:

• Область воздействия тепла меньше по сравнению с GTAW
• Архитектура резака обеспечивает большую мощность дуги
• Высокая температура плазмы и повышенная теплоемкость учитывают удар по замочной скважине и обеспечивают полную инфильтрацию нескольких стыков при однопроходной сварке.
• Увеличенная тепловая и плазменная струя позволяет увеличить скорость переноса
• Такой подход обеспечивает более свободное наблюдение и контроль сварного шва

Недостатки PAW

Ниже приводится список основных недостатков PAW:

• Горелка тяжелая, поэтому ручная сварка очень сложна и требует обучения
• По сравнению с EBW и LBW, он обеспечивает более широкие сварные швы и зоны термического влияния
• Система генерирует более высокий уровень шума в диапазоне около 100 дБ
• Системы плазменной сварки очень дороги; следовательно, он будет иметь более высокие стартовые затраты
• Генерирует ультрафиолетовое и инфракрасное излучение
• Для проведения плазменной сварки требуется обучение и специализация

Вот и все – преимущества и недостатки плазменной резки и плазменной сварки (PAW).Основываясь на этой информации, вы можете решить, является ли использование плазменной сварки для вашего конкретного случая хорошей идеей или нет.

Применение плазменной сварки

Один из наиболее распространенных вопросов о плазменной сварке после «что такое плазменная сварка» – это «где можно использовать плазменную сварку?» Ниже перечислены основные области применения плазменной сварки:

• Используется для специального покрытия турбинной лопатки
• Может использоваться в таких секторах, как морская и авиакосмическая промышленность
• PAW используется в основном для ремонта инструментов, придания формы и окраски
• Этот вид сварки применяется в основном в электронной промышленности
• Используется для соединения нержавеющих труб и трубок

Этот список не является исчерпывающим, и существуют другие области применения плазменной сварки.

Сводка

Что такое плазменная сварка? Приведенная выше информация – это все, что нужно знать о плазменной сварке.

Из приведенных выше деталей мы можем сделать вывод, что метод плазменно-дуговой сварки в равной степени подходит для ручных, автоматизированных приложений, в дополнение к различным операциям, охватывающим сварку листового металла в больших объемах, сварку кухонного оборудования, автоматический ремонт лопастей реактивного двигателя до прецизионная сварка медицинского оборудования.

Похожие сообщения:

BINZEL BASICS: Что такое плазменная сварка?

Что такое плазменная сварка?

« Плазма » – четвертое состояние Материи.

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

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

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

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

На сегодняшнем рынке, хотя и считается экзотическим процессом сварки, плазма используется во многих отраслях промышленности, где ключевыми факторами являются объем производства, стабильность и минимальное время простоя.

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

Каковы преимущества процесса плазменной сварки?

Сфокусированная дуга

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

К преимуществам сфокусированной дуги можно отнести:

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

Некоторые приложения, в которых используется сфокусированная плазменная дуга:

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

Защищенный электрод

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

= Повышение производительности

Перенос дуги

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

В плазменном процессе используется постоянная пилотная дуга, которая позволяет переносить дугу без использования высокой частоты. Это устраняет помехи в системе управления, а также обеспечивает надежный и точный переход на более длительные производственные циклы …

= Повышение производительности.

Контроль дуги

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

• Размер отверстия наконечника
• Задняя часть электродов
• Расход газа.
• Возможность работы с несколькими газами

Эти варианты обеспечивают большую гибкость для дальнейшего улучшения процесса плазменной сварки для решения многих задач.

Выбор газа

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

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

Изображение вверху: пример плазменной сварки нержавеющей стали.

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

• Аэрокосмическая промышленность
• Медицинский
• Автомобильная промышленность
• Производство аккумуляторов
• Производство сосудов под давлением
• Производство
• Промышленность из нержавеющей стали
• Емкости для хранения
• Криогеника
• Промышленность термопар
• Товары для дома и бытовой техники
• Компрессоры
• Кухонное оборудование промышленное и бытовое
• Электроинструменты – ламинация
• Сварка труб
• Трубные мельницы
• Ремонт инструмента и штампа
• Электростанции

И многое другое……

Бывшее в употреблении оборудование для плазменной сварки от Westermans International

Плазменная сварка

Плазменная дуговая сварка иногда обеспечивает более высокую скорость сварки, чем сварка вольфрамовым электродом в газе, при меньших затратах, чем сварка лазерным лучом.

Плазменно-дуговая сварка (PAW) часто упускается из виду, когда процесс сварки плавлением должен быть выбран для приложений с высокой степенью целостности, например, в медицине, электронике, аэрокосмической и автомобильной промышленности. Этот процесс упускается из виду, потому что он более сложен и требует более дорогого оборудования, чем другие дуговые процессы, а также потому, что сварщики хотят увеличивать скорость сварки, например, при лазерной сварке (LBW).Однако производители автомобилей обратились к PAW для ряда приложений, включая панели кузова и компоненты выхлопной системы.

Дуговая сварка вольфрамовым электродом (GTAW), также известная как сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG), обычно используется для высококачественной сварки на более низких скоростях, тогда как LBW часто выбирается для высокоскоростной сварки. PAW иногда обеспечивает более высокую скорость сварки, чем GTAW, при меньших затратах, чем LBW, и может быть наиболее эффективным процессом для многих приложений. К ним относятся сварка расширяемых сильфонов из нержавеющей стали, где PAW более терпима к перекосу стыков, чем LBW, и дает лучшее проплавление, чем GTAW; сварка сталей с покрытием, подобных тем, которые используются в автомобильных выхлопных системах; и сварка в режиме «замочная скважина» для выполнения сварных швов с полным проплавлением относительно толстого материала за один проход.

Плазменно-дуговая сварка (PAW)

Плазменно-дуговая сварка (PAW) – это процесс дуговой сварки, аналогичный дуговой сварке вольфрамовым электродом (GTAW). Электрическая дуга образуется между элементом и заготовкой. Ключевое отличие от GTAW заключается в том, что при плазменной сварке плазменной сваркой плазменная дуга может быть отделена от оболочки защитного газа путем размещения электрода внутри корпуса горелки. Затем плазма проходит через медное сопло с мелким отверстием, которое сужает дугу, и плазма выходит из отверстия с высокими скоростями (приближающимися к скорости звука) и температурой, приближающейся к 20000 ° C.Плазменная дуговая сварка – это усовершенствование процесса GTAW. В этом процессе используется неплавящийся вольфрамовый электрод и дуга, суженная через медное сопло с мелким отверстием. PAW может использоваться для соединения всех металлов, свариваемых GTAW (т. Е. Большинства промышленных металлов и сплавов). Возможны несколько основных вариаций процесса плазменной сварки за счет изменения тока, расхода плазменного газа и диаметра отверстия, в том числе:

• Микроплазма (<15 Ампер)
• Режим плавления (15–400 А)
• Режим замочной скважины (> 100 Ампер)
• Плазменная дуговая сварка имеет большую концентрацию энергии по сравнению с GTAW.
• Возможно глубокое узкое проникновение с максимальной глубиной от 12 до 18 мм (от 0,47 до 0,71 дюйма) в зависимости от материала
• Повышенная стабильность дуги позволяет значительно увеличить длину дуги (зазор) и значительно повысить устойчивость к изменениям длины дуги.
• PAW требует относительно дорогого и сложного оборудования по сравнению с GTAW; Правильное обслуживание резака имеет решающее значение
• Процедуры сварки, как правило, более сложные и менее устойчивы к изменениям в подгонке и т. Д.
• Требуется немного больше навыков оператора, чем для GTAW.
• Требуется замена диафрагмы.

Для плазменного процесса используется вольфрам, а для плазменного сопла – медь. Диаметр наконечника электрода не так важен, как для TIG, и его следует поддерживать на уровне 30-60 градусов. Диаметр отверстия плазменного сопла имеет решающее значение, а слишком маленький диаметр отверстия для текущего уровня и расхода плазменного газа приведет к чрезмерной эрозии сопла или даже к плавлению. Для уровня рабочего тока следует осторожно использовать отверстие большого диаметра. Слишком большой диаметр отверстия может вызвать проблемы со стабильностью дуги и обслуживанием замочной скважины.

Плазма и защитные газы

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

Приложения:

• Микроплазма традиционно использовалась для сварки тонких листов (толщиной до 0,1 мм), а также секций из проволоки и сетки.
• Игольчатая жесткая дуга сводит к минимуму блуждание дуги и искажение.
• Преимущества обычной плазменной сварки:
• 1-Более глубокое проникновение (от более высокого потока плазменного газа)
• 2-Повышенная устойчивость к поверхностному загрязнению, включая покрытия (электрод находится внутри корпуса горелки).
• Главный недостаток – громоздкость горелки, затрудняющая ручную сварку. При механизированной сварке необходимо уделять больше внимания обслуживанию горелки для обеспечения стабильной работы.
• Имеет несколько преимуществ, которыми можно воспользоваться: глубокий проплавление и высокие скорости сварки.
• По сравнению с дугой TIG, она может проникать в лист толщиной до 10 мм, но при однопроходной сварке обычно ограничивают толщину до 6 мм.Для толщины до 15 мм используется препарирование шва с фаской корня 6 мм. Поскольку параметры сварки, расход плазменного газа и добавление присадочной проволоки (в замочную скважину) должны быть тщательно сбалансированы для поддержания стабильности замочной скважины и сварочной ванны, этот метод подходит только для механизированной сварки.
• При сварке труб необходимо тщательно контролировать спад тока и поток плазменного газа, чтобы закрыть замочную скважину, не оставляя отверстия

Список необходимого оборудования

• Блок питания
• Плазменная консоль (иногда внешняя, иногда встроенная)
• Циркуляционный насос (иногда внешний, иногда встроенный)
• Горелка для плазменной сварки
• Комплект принадлежностей для горелки (наконечники, керамика, цанги, датчики для установки электродов)

Льготы

Полный список причин для использования процесса плазменной сварки обширен, но его можно свести к трем основным характеристикам, в которых заказчики желают воспользоваться преимуществами хотя бы одной функции.

• Precision: Процесс плазменной резки обычно более точен, чем традиционный Tig (помните, что улучшенные источники питания могут создавать дугу, отличную от обычной дуги Tig). Плазма предлагает следующие преимущества по сравнению с обычным Tig:
• Стабильная, концентрированная дуга
• Устойчивость к изменениям длины дуги (Tig +/- 5%, плазма +/- 15%)
• Сварка мелких деталей:
• Низкий ток (многие источники питания для плазменной резки опускаются до.1 ампер)
• Стабилен при низком токе
• Плавный перенос дуги (зажигание дуги) без высокочастотного шума.
• Возможно сокращение времени сварки (для точечной сварки – проволочные направляющие, трубы и т. Д.)
  
• Сварка высокого качества:
• Длительный срок службы электрода обеспечивает намного больше часов сварки, чем TIG, прежде чем произойдет загрязнение электрода.

Хотите поговорить с нашей командой?

Может быть, вы не уверены, какой сварочный аппарат вам подходит? Наши специалисты по продажам будут рады обсудить ваши требования к сварке.

Обладая обширными знаниями обо ВСЕХ марках и моделях, они могут предложить наиболее подходящую машину для вашего применения и бюджета.
В период с понедельника по пятницу в течение рабочего дня с 8:00 до 17:00 по Гринвичу мы постараемся ответить на ваш запрос в течение 2 часов с момента получения вашего электронного письма.

Руководство по выбору оборудования для плазменной сварки

Аппараты для плазменной сварки плавят участки с помощью дуги, а затем используют высокоскоростной ионизированный газ с высокой температурой для сварки. Процесс плазменной сварки используется для лучшего управления процессом дуговой сварки в более низких диапазонах тока.Он обеспечивает продвинутый уровень контроля и точности для получения высококачественных сварных швов в миниатюрных или прецизионных приложениях и для обеспечения длительного срока службы электродов для высоких производственных требований.

Сварка нержавеющей стали. Видео предоставлено: Multiplaz Inc. / CC BY-SA 4.0

Плазма – это газ, например аргон, который нагревается до чрезвычайно высокой температуры и ионизируется, так что он становится электропроводящим. Она широко известна как материя четвертого состояния (после твердого, жидкого и газообразного) и состоит из свободных электронов, положительных ионов, атомов и молекул.Высокоскоростной ионизированный газ проводит электричество от горелки плазменной сварочной машины, нагревает заготовку, а затем плавит материал. Плазменная сварка похожа на сварку вольфрамовым газом (TIG). В обоих процессах дуга образуется между концом вольфрамового электрода малого диаметра и заготовками, но при плазменной сварке электрод располагается за медным соплом с мелким отверстием в горелке. Плазма образуется при прохождении дуги через сопло и создает характерную столбчатую струю.

Контакт дуги с рабочей поверхностью создает высокотемпературный контур, который может расплавить участок шириной менее 1/16 дюйма (1,6 мм). В некоторых машинах для плазменной сварки плазменная дуга проходит через сопло со скоростью до 20 000 футов в секунду и при температурах до 30 000 ° F.

Преимущества плазменной сварки. Видео кредит: STVwedling / CC BY-SA 4.0

Многие преимущества плазменной сварки включают точность, возможность сваривать мелкие детали и высокие производственные возможности.Плазменная сварка – это очень точный процесс сварки благодаря стабильной концентрированной дуге и небольшому изменению длины дуги (+/- 15%). Возможность сваривать мелкие детали важна для деликатных сварочных работ, таких как медицинское оборудование. Сварка мелких деталей возможна благодаря низким средним характеристикам (всего 0,1 ампера), она стабильна при низких значениях тока и имеет плавный перенос дуги без частотного шума. Плазменная сварка обеспечивает короткое время сварки и более длительный срок службы электродов, что способствует высокопроизводительной сварке.Высокопроизводительный плазменный аппарат может производить сварные швы исключительно высокого качества.

Оборудование для плазменной сварки

Комплектные сварочные системы, включая

Полные системы , включая подсистемы пайки, резки, пайки и / или наплавки. Они также включают источник питания или станцию; факел, утюг или пистолет; кабели, фидеры и позиционеры; роботы; и другие необходимые компоненты.

Изображение предоставлено: Услуги по сварке медицинских устройств

Источники питания или электростанции иногда называют источниками сварочного тока.Требуемой выходной мощности достаточно, чтобы расплавить материал. Плазменная сварка обычно выполняется с источником питания постоянного тока с падающей характеристикой. Падение напряжения, также называемое постоянным током, обеспечивает по существу постоянный ток для данной настройки источника питания. Для механизированной сварки этот источник питания идеален, поскольку он поддерживает заданный ток даже при изменении длины дуги. Отрицательная полярность сводит к минимуму тепло, выделяемое в электроде, поскольку примерно 1/3 тепла, генерируемого дугой, вырабатывается на катоде и 2/3 – на аноде.

Пистолет или горелка состоит из вольфрамового электрода или сварочного наконечника, сопла, изолирующей ручки, шлангов и соединителей для шлангов, а также электрического кабеля и кабельных соединителей. Вольфрамовый электрод в горелке для плазменной сварки расположен за медным соплом с небольшим наконечником внутри горелки. Это защищает электрод от защитных газов и атмосферных газов. Электрод горелки и наконечник сопла инициируют между собой вспомогательную дугу, которая затем передается на свариваемый металл.Горелка может передавать высокую концентрацию тепла на небольшую площадь через небольшое отверстие. Горелка с положительным электродом используется для сварки алюминия, для которой требуется, чтобы катод был на материале для удаления оксидной пленки. Плазменные горелки – это сложные детали, которые необходимо тщательно проверять и обслуживать в течение всего срока службы.

Горелка для плазменной сварки. Изображение предоставлено: Weld Guru

Мониторы в машине предоставляют пользователю некоторую комбинацию данных, связанных с выходным током, смещением ширины стыка, уровнем выходного напряжения, температурой наконечника или утюга, уровнем выходной мощности, а также уровнем сопротивления сустава.

Контроллеры в аппарате можно выбрать для управления выходным током и мощностью на основе входных данных датчика, скорости перемещения, а также положения резака.

Режим работы

Регулируя диаметр отверстия сопла для плазменной сварки, можно достичь трех сварочных процессов.

Mircoplasma (от 0,01 до 15A) – Микроплазменные дуги работают при очень низких сварочных токах. Этот процесс используется для сварки тонких листов, а также секций проволоки и сетки, поскольку игольчатая жесткая дуга сводит к минимуму блуждание дуги и ее искажение.

Видео предоставлено: Кодзимасаю / CC BY-SA 4.0

Среднетоковая сварка (от 15А до 200А) – Среднетоковая плазменная сварка имеет более жесткую дугу из-за сужения плазмы. Этот метод имеет более глубокое проникновение и большую устойчивость к поверхностному загрязнению, включая покрытие. Аппараты, используемые для сварки на среднем токе, должны подвергаться высокому техническому обслуживанию, чтобы обеспечить стабильную работу горелки.

Изображение предоставлено: TWI

Плазма Keyhole (более 100А) – очень мощный плазменный луч создается при увеличении сварочного тока и потока плазменного газа.Этот плазменный луч может полностью проникнуть в материал. Во время сварки отверстие постепенно прорезает металл. Расплавленная сварочная ванна течет позади и образует сварной шов, используемый для сварки более толстого материала за один проход. Плазма Keyhole обеспечивает глубокое проплавление и высокую скорость сварки материалов толщиной до 6 мм за один проход. Для более толстых материалов можно использовать двухпроходную технику. Плазменная сварка «замочная скважина» подходит только для механизированной сварки.

Видео предоставлено: Melttools / CC BY-SA 4.0

Входные характеристики

Напряжение и частота переменного тока – Переменный ток трудно стабилизировать, так как он обычно не используется в процессе плазменной резки. Если будет использоваться источник питания переменного тока, прямоугольный сигнал переменного тока (инвертор, коммутируемый постоянный ток) упрощает процесс плазменной резки переменного тока в сочетании с эффективно охлаждаемой горелкой.

Входной ток – Входной ток – это номинальный ток, необходимый для правильной работы машины.

Фаза:

• Однофазный – Однофазный стандарт для коммерческих и жилых помещений.Этот термин означает одну синусоидальную или другую схему переменного напряжения.

• Трехфазное – Трехфазное питание содержит три одновременных, синусоидальных или других переменных напряжения, обычно сдвинутых по фазе на 120 ° друг с другом. Высокая энергоэффективность и плавность работы возможны при трехфазном режиме работы. Трехфазное питание чаще всего используется для промышленных или мощных двигателей.

Количество каналов – это количество датчиков, входов или каналов, которые машина может контролировать.

Выходные характеристики

Возможности выходной мощности включает несколько опций, которые необходимо учитывать при выборе аппарата плазменной сварки.

• Выход переменного тока имеет выходной ток, изменяющийся во времени синусоидально с источником переменного тока (AC).
• Выход постоянного тока остается постоянным с течением времени при источнике питания постоянного тока (DC).
• Выбор переменного / постоянного тока может подавать переменный или постоянный ток по мере необходимости.
• Высокочастотные источники питания используются для индукционной и дуговой сварки алюминия или других сплавов с прочной оксидной пленкой. Высокая частота полезна для зажигания дуги.
• Импульсный режим или чередование тока, полярности или продолжительности дуги может уменьшить разбрызгивание и улучшить качество сварки.
• Формовка волны – это особенность станка. Аппарат может формировать форму волны выходной мощности, что может быть преимуществом при сварке некоторых аэрокосмических сплавов.
• Прямоугольные волны показывают резкие изменения напряжения питания от пика к пику.
• Постоянный ток (CC) поддерживается машиной и состоит из постоянного уровня выходного тока.
• Постоянное напряжение (CV) поддерживается машиной и состоит из постоянного уровня выходного напряжения.

Диапазон выходного тока – расчетный диапазон тока сварочного аппарата.

Диапазон выходного напряжения – это расчетный диапазон напряжения сварочного аппарата или контролируемый или управляемый диапазон напряжения.

Пиковая выходная мощность означает пиковую электрическую мощность, обеспечиваемую машиной.

Характеристики

Автоматическая сварка состоит из станков, управляемых с помощью ЧПУ или робототехники. Автоматическая сварка определяется тем, что все параметры сварки находятся под контролем, и ручная регулировка не может производиться во время сварки. Роботизированная сварка использует робота, который можно предварительно запрограммировать на различные пути сварки и геометрию изготовления. Автоматизированные системы могут повысить производительность, обеспечить стабильное качество и скорость сварки, а также снизить стоимость деталей.Они требуют более высоких начальных капиталовложений и более высоких производственных требований, чтобы оправдать затраты.

Генератор с приводом от двигателя относится к источникам сварочного тока с бензиновым, дизельным или другим топливным двигателем-генератором.

Коррозионно-стойкие машины могут использоваться в морских приложениях, таких как верфи, бумажные фабрики, химические заводы, подводная сварка и морские буровые платформы.

Программируемые машины позволяют вызывать настройки и оператору программировать определенные наборы последовательностей параметров.

Дистанционное управление машинами можно управлять дистанционно с помощью подвесного пульта, ножной педали и других устройств дистанционного управления. Это позволяет оператору освободить дополнительную руку для удержания или позиционирования.

В машинах с водяным охлаждением используется подача воды для поддержания более низкой температуры сварочного пистолета, режущего пистолета или другого компонента агрегата с целью улучшения рабочего цикла и уменьшения перегрева или эрозии компонентов.

Изображение предоставлено: TWI

Приложения

Аппараты для плазменной сварки

используются во многих областях.Они обеспечивают высококачественные сварные швы и высокую скорость перемещения. Некоторые аппараты для плазменной сварки используются в металлообработке, производстве распределительных устройств и производстве деталей. Другие используются в производстве систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC). Плазменная сварка может использоваться для сварки металлических лент большими объемами, для прецизионной сварки хирургических инструментов и автоматического ремонта лопаток реактивных двигателей.

Аппараты для плазменной сварки

должны соответствовать стандартам Американского национального института стандартов (ANSI).

Список литературы

Процесс плазменно-дуговой сварки

Плазменно-дуговая сварка

Прочитать мнение пользователей об оборудовании для плазменной сварки .