Что такое плазменная дуговая сварка? - Детали и работа

Что такое Плазменная сварка?

Плазменно-дуговая сварка (PAW) — это процесс дуговой сварки, очень похожий на сварку TIG, поскольку дуга образуется между заостренным вольфрамовым электродом и заготовкой. Однако, поместив электрод внутри корпуса горелки, плазменную дугу можно отделить от оболочки защитного газа. Затем плазма пропускается через медное сопло с мелким отверстием, которое сужает дугу.

Ключевое отличие от GTAW заключается в том, что в PAW электрод расположен внутри корпуса горелки, поэтому плазменная дуга отделена от оболочки защитного газа. Затем плазма пропускается через мелкое медное сопло, которое сужает дугу, и плазма выходит из отверстия с высокими скоростями (приближающимися к скорости звука) и температурой, приближающейся к 28 000 °C (50 000 °F) или выше.

Дуговая плазма представляет собой временное состояние газа. Газ ионизируется электрическим током, проходящим через него, и становится проводником электричества. В ионизированном состоянии атомы распадаются на электроны (-) и катионы (+), а система содержит смесь ионов, электронов и высоковозбужденных атомов.

Степень ионизации может быть от 1% до более 100% (возможны с двойной и тройной степенью ионизации). Такие состояния существуют по мере того, как больше электронов сбрасывается со своих орбит.

Энергия плазменной струи и, следовательно, температура зависят от электрической мощности, используемой для создания дуговой плазмы. Типичное значение температуры, полученное в плазменной горелке, составляет порядка 28 000 ° C (50 000 ° F) по сравнению с примерно 5 500 ° C (10 000 ° F) при обычной электрической сварочной дуге. Все сварочные дуги представляют собой (частично ионизированную) плазму, но дуговая плазменная сварка представляет собой плазму сжатой дуги.

Диаметр отверстия

За счет изменения диаметра отверстия и расхода плазмообразующего газа можно создать три рабочих режима:

Микроплазма:от 0,1 до 15 А

Микроплазменная дуга может работать при очень малых сварочных токах. Столбчатая дуга стабильна даже при изменении длины дуги до 20 мм.

Средний ток:от 15 до 200 А

При более высоких токах, от 15 до 200 А, характеристики процесса плазменной дуги аналогичны дуге ВИГ, но поскольку плазма сжата, дуга более жесткая. Хотя скорость потока плазмообразующего газа можно увеличить для улучшения проплавления сварочной ванны, существует риск уноса воздуха и защитного газа из-за чрезмерной турбулентности в газовой защите.

Плазменная дыра:более 100A4

За счет увеличения сварочного тока и потока плазменного газа создается очень мощный плазменный пучок, который может обеспечить полное проникновение в материал, как при лазерной или электронно-лучевой сварке.

Во время сварки отверстие постепенно прорезает металл, а расплавленная сварочная ванна течет позади, образуя сварной шов под действием сил поверхностного натяжения. Этот процесс можно использовать для сварки более толстых материалов (до 10 мм нержавеющей стали) за один проход.

Конструкция аппарата для плазменной дуговой сварки:

Установка плазменной дуговой сварки состоит из следующих компонентов:

• Электропитание
• Плазменная сварочная горелка
• Рециркулятор воды
• Вольфрамовый электрод
• Защитный газ
• Плазменный газ
• Набор аксессуаров для горелки (наконечники, керамика, цанги, датчики для настройки электродов)
• Наполнитель

Позвольте мне дать вам краткий обзор каждого компонента.

1. Источник питания:

Процесс плазменной дуговой сварки требовал мощного источника постоянного тока для создания электрической искры между вольфрамовым электродом и сварочными пластинами

Эта сварка может выполнять сварку при низком токе 2 ампера, а максимальный ток, который она может выдержать, составляет около 300 ампер. Для нормальной работы требуется около 80 вольт.

Источник питания состоит из трансформатора, выпрямителя и пульта управления.

2. Плазменная сварочная горелка:

Это самая важная часть процесса плазменной сварки.

Эта горелка очень похожа на используемую для сварки TIG.

Горелки PAW имеют водяное охлаждение, потому что дуга находится внутри горелки, что приводит к сильному нагреву, поэтому снаружи горелки предусмотрена водяная рубашка.

3. Рециркулятор воды:

Этот механизм используется для охлаждения сварочной горелки за счет непрерывного потока воды снаружи сварочной горелки.

4. Вольфрамовый электрод:

В этой машине мы используем нерасходуемый вольфрамовый электрод. Как мы знаем, вольфрам может выдерживать очень высокие температуры.

5. Защитный газ:

В этом процессе сварки мы используем два инертных газа. Нам необходимо поддерживать низкое давление, чтобы избежать турбулентности во время сварки из-за этого сварочного щита с газом низкого давления, который формируется еженедельно, поэтому нам необходимо заряжать другой инертный газ через внешнюю часть сварочного усилия с высокой скоростью потока, чтобы сделать устойчивый сварочный щит.

Инертные газы, которые используются в этом процессе, могут быть гелием, аргоном, а также водородом по мере необходимости, и это полностью зависит от температуры.

6. Плазменный газ:

Это ионизированный горячий газ, состоящий из почти одинакового количества электронов и ионов. У него достаточно энергии, чтобы освободить электроны от молекул, атомов и синхронизировать электроны.

Это основной источник энергии этой сварки.

7. Комплект аксессуаров для фонарика:

Эти комплекты используются для увеличения производительности сварочной горелки.

8. Наполнитель:

При плазменной сварке присадочный материал не используется. Если используется присадочный материал, то он подается непосредственно в зону сварки.

Как работает плазменная сварка?

Плазма — это газ, нагретый до чрезвычайно высокой температуры и ионизированный, так что он становится электропроводным. Подобно GTAW (Tig), процесс плазменной дуговой сварки использует эту плазму для передачи электрической дуги на заготовку. Свариваемый металл плавится под действием сильного тепла дуги и сплавляется вместе.

В плазменной сварочной горелке вольфрамовый электрод расположен внутри медного сопла с небольшим отверстием на конце. Между электродом горелки и кончиком сопла зажигается дежурная дуга. Затем эта дуга переносится на свариваемый металл.

Пропуская плазменный газ и дугу через суженное отверстие, горелка обеспечивает высокую концентрацию тепла на небольшой площади. Благодаря высокопроизводительному сварочному оборудованию плазменный процесс обеспечивает исключительно высокое качество сварных швов.

Плазменные газы обычно представляют собой аргон. В горелке также используется вторичный газ, аргон, аргон/водород или гелий, которые помогают защитить расплавленную сварочную ванну, сводя к минимуму окисление сварного шва.

Преимущества плазменно-дуговой сварки

Преимущества плазменно-дуговой сварки следующие:

• Конструкция горелки позволяет лучше контролировать дугу.
• Этот метод предоставляет больше возможностей для наблюдения за сварным швом и контроля за ним.
• Чем выше концентрация тепла и плазменная струя, тем выше скорость перемещения.
• Высокая температура и высокая концентрация тепла в плазме создают эффект замочной скважины.
• Это обеспечивает полное проплавление при однопроходной сварке многих соединений.
• Зона термического влияния меньше по сравнению с GTAW (дуговой сваркой вольфрамовым электродом).
• Он потребляет меньше тока по сравнению с другим процессом сварки.

Недостатки плазменно-дуговой сварки:

Недостатки плазменно-дуговой сварки:

• Он обеспечивает более широкие сварные швы и зоны термического влияния по сравнению с LBW и EBW.
• Оборудование для плазменной сварки очень дорогое. Следовательно, у него будет более высокая начальная стоимость.
• Для выполнения плазменной сварки требуется обучение и специализация.
• Он производит ультрафиолетовое и инфракрасное излучение.
• Метод создает более высокий уровень шума порядка 100 дБ.
• Горелка громоздка, поэтому ручная сварка немного сложна и требует обучения, как уже упоминалось.

Применения плазменно-дуговой сварки:

Применение плазменно-дуговой сварки:

• Эта сварка используется в морской и аэрокосмической промышленности.
• Применяется для сварки труб из нержавеющей стали или титана.
• Он в основном используется в электронной промышленности.
• Кроме того, он используется для ремонта инструментов, штампов и пресс-форм.
• Используется для сварки или нанесения покрытия на лопатку турбины.

Итак, это все о плазменно-дуговой сварке. Надеюсь, вам понравилась эта статья. Я также написал статьи о некоторых других процессах сварки, чтобы проверить их. А еще не забудьте поделиться статьей в своей любимой социальной сети.

Видео о плазменной сварке

Часто задаваемые вопросы.

Что такое плазменная сварка?

Плазменно-дуговая сварка (PAW) представляет собой процесс дуговой сварки, аналогичный дуговой сварке вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW). Электрическая дуга образуется между электродом (который обычно, но не всегда изготавливается из спеченного вольфрама) и заготовкой. Ключевое отличие от GTAW заключается в том, что в PAW электрод расположен внутри корпуса резака, поэтому плазменная дуга отделена от оболочки защитного газа.

Затем плазма пропускается через мелкое медное сопло, которое сужает дугу, и плазма выходит из отверстия с высокими скоростями (приближающимися к скорости звука) и температурой, приближающейся к 28 000 °C (50 000 °F) или выше.

Для чего используется плазменная дуговая сварка?

Плазменная сварка используется для выполнения швов как с замочной скважиной, так и без нее. Выполнение сварного шва без замочной скважины:этот процесс может выполнять сварные швы без замочной скважины на заготовках толщиной 2,4 мм и меньше.

Что такое процесс плазменной дуговой сварки?

Плазменно-дуговая сварка (PAW) — это процесс дуговой сварки, очень похожий на сварку TIG, поскольку дуга образуется между заостренным вольфрамовым электродом и заготовкой. Однако, поместив электрод в корпус горелки, можно отделить плазменную дугу от оболочки защитного газа.

Какие существуют два типа плазменно-дуговой сварки?

Существует два типа систем плазменно-дуговой обработки (PAM):система PAM с переносной дугой и система PAM без переноса дуги. В системе Transferred Arc PAM плазменная дуга передается между электродом и заготовкой.

В чем единственная разница между плазменно-дуговой сваркой?

Конструкция горелки — единственное различие между плазменно-дуговой сваркой и сваркой TIG. И TIG, и PAW используют вольфрамовые электроды.

Можно ли сваривать плазменным резаком?

При правильной конструкции горелки впрыск азота и воды, менее дорогой, чем другие газы, может хорошо работать при плазменной резке алюминия и нержавеющей стали для последующей сварки. В процессе используется электрод, окруженный азотом, который нагревается электрической дугой для образования плазмы.

В чем разница между плазменной сваркой и сваркой TIG?

При сварке TIG дуга формируется электродом (вольфрамовым) и поддерживается в защитном газе. Он предназначен для деликатной работы с тонкими материалами. При плазменной дуговой сварке электрод помещается в горелку, а в дугу подается газ.

Какие существуют три типа плазменной сварки?

Три основных типа плазменной сварки

• Микроплазменная сварка с силой тока от 0,02 до 15 ампер.
• Плазменная сварка «методом плавления», при которой сварка осуществляется так же, как и в процессе TIG. Сила тока составляет от 15 до 100 ампер.
• Плазменная сварка «методом замочной скважины».

В каких отраслях промышленности используется плазменно-дуговая сварка?

5 идеальных приложений для плазменной дуговой сварки

• Производство стальных труб . В автомобильной промышленности стальные трубы являются основной частью выхлопной системы.
• Сварка небольших металлических компонентов
• Лучше всего подходит для стыковых соединений.
• Сварка тонких электронных чипов.
• Производство медицинского оборудования.

Какой электрод используется при плазменной дуговой сварке?

Электрод, используемый для плазменного процесса, изготовлен из вольфрама-2% тория, а плазменное сопло - из меди.

Кто изобрел плазменно-дуговую сварку?

Плазменно-дуговая сварка (PAW) была изобретена и запатентована в 1953 году Робертом М. Гейджем в лаборатории Linde/Union Carbide в Буффало, штат Нью-Йорк. Прежде чем в 1964 году устройства были представлены на рынке, потребовалось около 10 лет разработки и несколько последующих патентов.

Как плазменная резка?

Плазменная резка (плазменно-дуговая резка) — это процесс плавления, при котором струя ионизированного газа с температурой выше 20 000°C используется для расплавления и выталкивания материала из реза. Во время процесса между электродом (катодом) и заготовкой (анодом) возникает электрическая дуга.

Является ли сварка MIG дуговой сваркой?

Сварка металлов в среде инертного газа (MIG) — это процесс дуговой сварки, в котором используется непрерывный сплошной проволочный электрод, нагреваемый и подаваемый в сварочную ванну из сварочного пистолета. Два основных материала сплавляются вместе, образуя соединение.

Каковы преимущества плазменно-дуговой сварки перед сваркой TIG?

Преимущества плазменной дуговой сварки:

• Конструкция горелки позволяет лучше контролировать дугу.
• Этот метод предоставляет больше возможностей для наблюдения за сварным швом и контроля за ним.
• Более высокая концентрация тепла и плазменная струя обеспечивают более высокую скорость перемещения.
• Высокая температура и высокая концентрация тепла в плазме создают эффект замочной скважины.

Что такое скорость сварки?

Скорость перемещения — это просто скорость, с которой сварочная горелка или горелка перемещается по заготовке, измеряемая в миллиметрах в минуту. Наряду с напряжением и силой тока скорость перемещения является одной из трех переменных в дуговой сварке, определяющих количество подводимого тепла.

Можете ли вы сваривать плазмой алюминий?

Плазменная резка алюминия позволяет создавать идеальные сварные швы. Используя такой резак, вы можете сохранять поверхность металла за пределами зоны сварки умеренно прохладной. Кроме того, это помогает предотвратить деформацию или повреждение краски, которые обычно возникают при использовании газовых резаков. Плазменные резаки точно и быстро сваривают алюминиевые детали вместе.

Плазменный резак лучше резака?

Плазменная резка не требует предварительного нагрева металла перед резкой, что экономит время, а плазменные резаки также превосходят кислородно-топливные горелки при резке штабелированных металлов. Более высокие скорости могут быть достигнуты на более тонких металлах с помощью плазмы с минимальным искажением металла или без него.

Можете ли вы плазменную резку карбида вольфрама?

Это спеченный карбид вольфрама, который формируется, а не плавится или куется. Листы доступны для некоторых подшипников, но их нельзя разрезать плазмой. Обычно твердосплавные инструменты представляют собой твердосплавные или твердосплавные напайки с «наконечниками» или вставки из карбида в инструменты, выкованные и обработанные из высокопрочной стали.

Какой газ подходит для сварки нержавеющих никелевых сплавов плазменной дуговой сваркой?

Аргон или аргоно-водородные смеси используются для нержавеющей стали и никелевых сплавов для увеличения скорости сварки и уменьшения оксидной пленки. При плазменной сварке «замочной скважины» толщиной 2,5–6,5 мм в стыковых соединениях с прямоугольными кромками на передней кромке расплавленной ванны образуется отверстие.

Какова функция флюса при дуговой сварке под флюсом?

Функции флюса:способствовать зажиганию дуги и стабильности. для образования шлака, который защитит и придаст форму сварному шву. для формирования газового щита для защиты расплавленного присадочного металла, проецируемого через дуговой промежуток.

Что такое плазменно-дуговая сварка с замочной скважиной?

Плазменная дуговая сварка с замочной скважиной — это уникальный процесс дуговой сварки с глубоким проплавлением. Для обеспечения качества сварных швов наличие замочной скважины имеет решающее значение. Понимание замочной скважины, безусловно, поможет улучшить процесс и качество сварки.

Что такое строжка плазменной дугой?

Строжка плазменной дугой является вариантом процесса плазменной дуги. Дуга образуется между тугоплавким (обычно вольфрамовым) электродом и заготовкой. Интенсивная плазма достигается за счет сужения дуги с помощью тонкого медного сопла.