Плазменная сварка и резка реферат

Обновлено: 02.07.2024

Сущность способа.
Плазма - ионизированный газ, содержащий
электрически заряженные частицы и способный проводить ток.
Ионизация газа происходит при его нагреве. Степень ионизации
тем выше, чем выше температура газа. В центральной части сварочной дуги газ нагрет до температур 5000-30000° С, имеет высокую электропроводность, ярко светится и представляет собой типичную плазму. Плазменную струю, используемую для сварки и резки, получают в специальных плазматронах, в которых нагревание газа и его ионизация осуществляются дуговым разрядом в специальных камерах.
Вдуваемый в камеру газ, сжимая столб дуги в канале сопла плазматрона и охлаждая его поверхностные слои, повышает температуру столба. В результате струя проходящего газа, нагреваясь до высоких температур, ионизируется и приобретает свойства плазмы. Увеличение при нагреве объема газа в 50-100 и более раз приводит к истечению плазмы со сверхзвуковыми скоростями. Плазменная струя легко расплавляет любой металл.
Дуговую плазменную струю для сварки и резки получают по двум основным схемам. При плазменной струе прямого действия изделие включено в сварочную цепь дуги, активные пятна которой располагаются на вольфрамовом электроде и изделии. При плазменной струе косвенного действия активные пятна дуги находятся на вольфрамовом электроде и внутренней или боковой поверхности сопла. Плазмообразующий газ может служить также и защитой расплавленного металла от воздуха. В некоторых случаях для защиты расплавленного металла используют подачу отдельной струи специального, более дешевого защитного газа. Газ, перемещающийся вдоль стенок сопла, менее ионизирован и имеет пониженную температуру. Благодаря этому предупреждается расплавление сопла. Однако большинство плазменных горелок имеет дополнительное водяное охлаждение.
Дуговая плазменная струя - интенсивный источник теплоты с широким диапазоном технологических свойств. Ее можно использовать для нагрева, сварки или резки как электропроводных металлов, так и неэлектропроводных материалов, таких как стекло, керамика и др. (плазменная струя косвенного действия). Тепловая эффективность дуговой плазменной струи зависит от величины сварочного тока и напряжения, состава, расхода и скорости истечения плазмообразующего газа, расстояния от сопла до поверхности изделия, скорости перемещения горелки (скорости сварки или резки) и т. д. Геометрическая форма струи может быть также различной (квадратной, круглой и т. д.) и определяться формой выходного отверстий сопла.

Техника сварки
Питание дуги, как правило, осуществляется переменным или постоянным током прямой полярности (минуя на электроде). Возбуждают дугу с помощью осциллятора. Для облегчения возбуждения дуги прямого действия используют дежурную дугу, горящую между электродом и соплом горелки.. Для питания плазмообразующей дуги требуются источники сварочного тока с рабочим напряжением до 120 В, а в некоторый случаях и более высоким; для питания плазматрона, используемого для резки, оптимально напряжение холостого хода источника питания до 300 В. Плазменной струей можно сваривать практически все металлы в нижнем и вертикальном положениях, В качестве плазмообразующего газа используют аргон или гелий, которые также могут быть и защитными. К преимуществам плазменной сварки относятся высокая производительность, малая чувствительность к ко-лебаниям длины дуги, устранение включений вольфрама в металле шва. Без скоса кромок можно сваривать металл толщиной до 15 мм с образованием провара специфической формы. Это объясняется образованием сквозного отверстия в основном металле, через которое плазменная струя выходит на обратную сторону изделия. Расплавляемый в передней части сварочной ванны металл давлением плазмы перемещается вдоль стенок сварочной ванны в ее хвостовую часть, где кристаллизуется, образуя шов. По существу процесс представляет собой прорезание изделия с заваркой места резки. Плазменной струей можно сваривать стыковые и угловые швы. Стыковые соединения на металле толщиной до 2 мм можно сваривать с отбортовкой кромок, при толщине свыше 10 мм рекомендуется делать скос кромок. В случае необходимости используют дополнительный металл. Для сварки металла толщиной до 1 мм успешно используют микроплазменную сварку струей косвенного действия, в которой сила сварочного тока равна 0,1-10 А. Резка плазменной струей основана на расплавлении металла в месте реза и его выдувании потоком плазмы. Плазменную струю используют для резки металла толщиной от долей до десятков миллиметров. Для резки металла малой толщины используют плазменную струю косвенного действия. При повышенной толщине металла лучшие результаты достигаются при плазменной струе прямого действия. При резке даже углеродистых сталей во многих случаях она более экономична, чем газокислородная, ввиду высокой скорости и лучшего качества реза. В зависимости от металла в качестве плазмообразующих газов можно использовать азот, водород, аргоно-водородные, аргоно-азотные, азото-водородные смеси. Использование для резки смесей газов, содержащих двухатомные газы, энергетически более эффективно. Диссоциируя, двухатомный газ поглощает много теплоты, которая выделяется на холодной поверхности реза при объединении свободных атомов в молекулу. В последнее время, когда появилась возможность использовать водоохлаждаемые циркониевые и гафниевые электроды, в качестве режущего газа стали использовать и воздух. Сварку и резку можно выполнять вручную и автоматически.

Микроплазменная сварка
Микроплазменная сварка - обычно ручная сварка, применяемая для сварки металлов малых толщин (менее 2 мм)

1 - Вольфрамовый электрод; 2 - канал для подачи плазмообразующего газа; 3 - канал для подачи защитного газа; 4 - керамическое сопло; 5 - сопло плазмообразующего канала; 6 - присадочная проволока; 7 - свариваемые детали; П - плазмообразующий газ; З - защитный газ.

Микроплазменная сварка
Сварка деталей малых толщин (5 - 0.2 мм) является сложной задачей при использований многих других методов сварки плавлением. Малоамперная плазменная дуга, сформированная специальным плазмотроном с вольфрамовым электродом, имеет конусообразную форму с вершиной, обращенной к изделию. Такая форма ее обеспечивается конструктивными особенностями плазмотрона, правильным выбором плазмообразующего и защитного газов и их расходом. Наиболее часто в качестве плазмообразующего газа используется аргон. У нижнего среза сопла плазменная дуга существует только в струе аргона. По мере приближения к аноду (изделию) плазмообразующий и защитный газы перемешиваются и плазменная дуга горит уже в смеси этих газов. Чем ближе к аноду, тем больше в смеси содержится защитного газа. Если защитный газ имеет больший коэффициент теплопроводности, чем плазмообразующий, то степень сжатия дуги по мере приближения к аноду увеличивается, и она приобретает конусообразную форму (форму копья). При правильно выбранном расходе плазмообразующего газа указанная форма малоамперной плазменной дуги образуется при использовании в качестве защитного газа аргоноводородной смеси (90% Аг + + 10% Н2), гелия, азота и углекислого газа. Если защитный газ аргон, то форма дуги цилиндрическая или слегка расширяющаяся в направлении к аноду. Такая же форма дуги сохраняется при ее существовании на токах больших 20 А, так как влияние защитного газа на сжатие дуги заметно ослабляется. Эффект сжатия дуги уменьшается и при увеличении расхода плазмообразующего газа более оптимального. Особо тонкие металлы свариваются малоамперной дугой в импульсном режиме с формированием однополярных или разнополярных импульсов. Нагрев и плавление свариваемого металла происходит в течение импульса тока определенной длительности дугой прямой полярности. Во время паузы, когда ток в рабочей цепи питания плазменной дуги равен нулю, жидкий металл кристаллизуется и формируется сварная точка. Время импульса и паузы, а также скорость сварки выбираются таким образом, чтобы обеспечивалась определенная величина перекрытия кристаллизующихся точек. Импульсная микроплазменная сварка значительно облегчает процесс получения качественного сварного соединения, поскольку позволяет таким образом подобрать амплитуду тока, длительности импульсов сварки и паузы, что прожоги свариваемого металла практически исключаются даже в случае остановки процесса или неравномерности его осуществления.
Разновидностью способа микроплазменной сварки в импульсном режиме является сварка разнополярными импульсами. В течение импульса тока прямой полярности свариваемым кромкам передается достаточное количество теплоты, которая обеспечивает их расплавление, образование сварочной ванны и, после ее кристаллизации, формирование сварной точки. В течение импульса тока обратной полярности в свариваемые кромки вводится меньшее количество теплоты, достаточное только для разрушения окисной пленки. За это время сварочная ванна охлаждается до полной или частичной кристаллизации. Следующий импульс тока прямой полярности создает сварную точку на определенном (в зависимости от скорости сварки) расстоянии от предыдущей. Перекрытие точек задается их размером и шагом. Для сварки Al, Mg и их сплавов разработан процесс микроплазменной сварки на обратной полярности. Особенность способа состоит в том, что используются два источника питания. Один (ИП1) для непрерывного поддержания горения дежурной дуги между вольфрамовым электродом и медным соплом плазмотрона. Другой (ИП2) для питания основной дуги, горящей между медным соплом (анодом) и свариваемой деталью (катодом). Использование медного водоохлаждаемого сопла в качестве анода основной дуги позволяет исключать влияние тока обратной полярности основной дуги на вольфрамовый электрод, тем самым обеспечивается его высокая стойкость. Небольшой диаметр электрода обеспечивает устойчивое горение дежурной дуги на токах 2. 5 А. При малых расходах плазмообразующего газа (0,2. 0,8 л/мин) анодное пятно основной дуги размещается внутри канала сопла, а сжатие столба дуги на открытом ее участке и вблизи катода обеспечивается защитным газом, также как и при сварке на прямой полярности. Катодное пятно непрерывно блуждает по поверхности изделия и разрушает тугоплавкую оксидную пленку. Этот способ позволяет соединять AI и его сплавы толщиной в десятые и сотые доли миллиметра. Однако блуждание пятна приводит к получению широкого шва и большой зоны термического влияния. В настоящее время успешно осуществляется микроплазменная сварка алюминия на переменном токе. При этом способе между соплом и электродом плазмотрона непрерывно горит дежурная дуга постоянного тока. При подаче на вольфрамовый электрод положительного относительно изделия полупериода напряжения, между ними формируется сжатая дуга обратной полярности с нестационарным катодным пятном, разрушающим оксидную пленку. Затем на вольфрамовый электрод плазмотрона поступает отрицательный относительно изделия полупериод напряжения. При этом генерируется сжатая дуга с большой плотностью энергии, достаточной для осуществления сварки металлов, имеющих на поверхности тугоплавкие окисные пленки. При этом, так как по вольфрамовому электроду проходит только ток прямой полярности, разрушения его не происходит. Возможность раздельной подачи тока прямой и обратной полярности на вольфрамовый электрод является важным технологическим достоинством данного способа микроплазменной сварки. Микроплазменной сваркой наиболее технологично выполняются стыковые, отбортованные и торцовые соединения. Качество сварного шва зависит от правильности подготовки кромок под сварку, точности сборки и качества применяемой оснастки. Стыковые соединения рекомендуются при толщинах 5 = 0,3. 2,0 мм. При 5 стабилизированной плазменной струи с необходимыми температурой и скоростью;

3) обеспечивать наилучшую теплопередачу к изделию;

4) при наплавке и напылении, обеспечивать транспортировку материала.

Иногда газы разделяют на плазмообразующие и защитные (транспортирующие). При раздельной подаче плазмообразующий газ подается в зону катода, а защитные или транспортирующие газы - в зону столба или факела плазмы. Каждый газ проявляет себя по своему, имеет свои положительные и отрицательные свойства, наиболее эффективны для сварки смеси газов. Для защиты катода и сопла от разрушения и перегрева наилучшим газом считается аргон, так как он химически инертен (не взаимодействует с катодом, не растворяется в нем) и имеет малую теплопроводность. Однако аргон малоэффективен для преобразования электрической энергии в тепловую.Во-первых, напряженность поля дугового столба в аргоне меньше, чем в водороде, азоте, гелии: ЕАг≈ 0,8 В/мм; EN ≈ 2,0 В/мм; ЕН ≈ 10,0 В/мм (при I = 10 А). Следовательно, при одинаковом токе в аргоновой дуге выделяется на 1 мм ее длины меньше энергии IE, чем в других. Во-вторых, объемное теплосодержание (энтальпия) аргоновой плазмы при температуре этой плазмы также значительно меньше, чем плазмы азота или водорода (для N2 -16; Ar - 3; Н2 -12 кВт/м3 при Т = 10000°С).

Однако температура плазмы существенно зависит от свойств плазмообразующего газа: для Аr и Не Тпл = 15000. 25000°C, что в 3. 4 раза выше, чем для N2 и Н2.
Подходящим газом для стабилизации дуги может быть азот (или воздух, содержащий до 78% азота), так как его энтальпия при Т = 10000°С в 5 раз больше энтальпии аргона и, кроме того, азот значительно дешевле С другой стороны, в воздухе и азоте вольфрамовый электрод разрушается интенсивнее, в то время как в среде аргона и гелия вольфрам достаточно стоек. Гелий и водород при Т = 10000°С обладают большой теплопроводностью, всего в 2 раза меньшей, чем у меди, и лучше других газов преобразуют энергию дуги в теплоту. В случае применения их в чистом виде происходит быстрый нагрев и разрушение сопла, поэтому указанные газы применяют в смеси с аргоном. Например, добавки к аргону водорода в пропорции по объему 2:1 позволяют повысить тепловую мощность струи почти в 2 раза по сравнению со смесью аргон-азот в той же пропорции. Напряжение плазменной водородной дуги 100. 120 В, что в 2. 3 раза выше, чем дуги в аргоне. Водородная плазма - наилучший преобразователь энергии дуги в теплоту.

Разделительная резка плазменной струей
рассмотрен процеес резки плазменной струей, его возможности, применение для разных материалов

1 - катододержатель; 2 - катод; 3 - корпус плазмотрона; 4 - межэлектродная вставка; 5 - сопло - анод; 6 - плазменный поток 7- изделие.

Среди всех видов плазменной обработки материалов плазменная резка получила наибольшее распространение, так как в современном машиностроении все шире применяются специальные сплавы, нержавеющие стали, цветные металлы и сплавы на их основе, для которых газокислородная или другие виды резки практически малопригодны. Плазменная резка обеспечивает более высокую производительность по сравнению с кислородной и при резке черных металлов и сплавов. Сущность процесса плазменной разделительной резки заключается в локальном интенсивном расплавлении металла в объеме полости реза теплотой, генерируемой сжатой дугой, и удалении жидкого металла из зоны реза высокоскоростным плазменным потоком, вытекающим из канала сопла плазмотрона. Одним из важнейших элементов плазмотрона, применяемого для резки, является сопло. Его конструкция и размеры определяют технические характеристики и режим работы плазмотрона. Кроме того, сопло является анодом при возбуждении вспомогательной (дежурной) дуги, которая обеспечивает возбуждение и формирование основной плазменной дуги, используемой для резки материала. Диаметр и длина рабочего канала сопла плазмотрона определяют его технологические возможности. Их размеры выбираются в зависимости от величины рабочего тока, состава и расхода плазмообразующего газа. При плазменной резке обычно стремятся применять сопла небольшого (3. 5 мм) диаметра и большой (9. 12 мм) длины. Однако следует иметь в виду, что для каждого значения тока существуют оптимальные размеры канала сопла, при которых обеспечивается стабильное формирование плазменной струи и максимальные технологические возможности процесса резки. Уменьшение диаметра сопла менее 3 мм нецелесообразно из-за уменьшения ресурса работы плазмотрона. Увеличение диаметра сопла при прочих равных условиях приводит к уменьшению сжатия столба дуги и уменьшению скорости резки. При этом увеличивается ширина реза и ухудшается его качество. Однако при этом стойкость и ресурс работы сопла растут, поскольку плотность тока в струе плазмы и тепловой поток в канале сопла снижаются. Чем больше длина канала сопла, тем выше скорость истечения плазменной струи и лучше качество реза, так как при этом происходит увеличение тепловой мощности и температуры плазменной струи. Однако при очень длинных каналах (более 12 мм) надежность работы плазмотрона снижается из-за разрушения сопла тепловым потоком плазмы или образования двойной дуги. Оптимальная длина канала сопла должна быть больше диаметра сопла в 1,5. 1,8 раза. Наилучшим материалом для сопла является медь. Сопло и катод электрически изолированы друг от друга. Материал изолятора должен обладать следующими свойствами:

Плазменная сварка — это та же сварка плавлением. Здесь действует тоже электрическая дуга. Но это уже сжатая дуга, которую позволяет получить специальная горелка, плазмотрон. Плазмотрон позволяет получить сжатую дугу с температурой до 30000°С.

1 - вольфрамовый электрод - катод; 2 - канал сопла; 3 - столб дуги; 4 - поток плазмы

Подробная иллюстрация плазменной сварки

Сущность способа. Плазма - ионизированный газ, содержащий электрически заряженные частицы и способный проводить ток.

Ионизация газа происходит при его нагреве. Степень ионизации тем выше, чем выше температура газа. В центральной части сварочной дуги газ нагрет до температур 5000-30000° С, имеет высокую электропроводность, ярко светится и представляет собой типичную плазму. Плазменную струю, используемую для сварки и резки, получают в специальных плазматронах, в которых нагревание газа и его ионизация осуществляются дуговым разрядом в специальных камерах.

Вдуваемый в камеру газ, сжимая столб дуги в канале сопла плазматрона и охлаждая его поверхностные слои, повышает температуру столба. В результате струя проходящего газа, нагреваясь до высоких температур, ионизируется и приобретает свойства плазмы. Увеличение при нагреве объема газа в 50-100 и более раз приводит к истечению плазмы со сверхзвуковыми скоростями. Плазменная струя легко расплавляет любой металл.

Дуговую плазменную струю для сварки и резки получают по двум основным схемам. При плазменной струе прямого действия изделие включено в сварочную цепь дуги, активные пятна которой располагаются на вольфрамовом электроде и изделии. При плазменной струе косвенного действия активные пятна дуги находятся на вольфрамовом электроде и внутренней или боковой поверхности сопла. Плазмообразующий газ может служить также и защитой расплавленного металла от воздуха. В некоторых случаях для защиты расплавленного металла используют подачу отдельной струи специального, более дешевого защитного газа. Газ, перемещающийся вдоль стенок сопла, менее ионизирован и имеет пониженную температуру. Благодаря этому предупреждается расплавление сопла. Однако большинство плазменных горелок имеет дополнительное водяное охлаждение.

Дуговая плазменная струя - интенсивный источник теплоты с широким диапазоном технологических свойств. Ее можно использовать для нагрева, сварки или резки как электропроводных металлов, так и неэлектропроводных материалов, таких как стекло, керамика и др. (плазменная струя косвенного действия). Тепловая эффективность дуговой плазменной струи зависит от величины сварочного тока и напряжения, состава, расхода и скорости истечения плазмообразующего газа, расстояния от сопла до поверхности изделия, скорости перемещения горелки (скорости сварки или резки) и т. д. Геометрическая форма струи может быть также различной (квадрат, ной, круглой и т. д.) и определяться формой выходного отверстий сопла.

Плазменной струей можно сваривать практически все металлы в нижнем и вертикальном положениях, В качестве плазмообразующего газа используют аргон или гелий, которые также могут быть и защитными. К преимуществам плазменной сварки относятся высокая производительность, малая чувствительность к колебаниям длины дуги, устранение включений вольфрама в металле шва. Без скоса кромок можно сваривать металл толщиной до 15 мм с образованием провара специфической формы. Это объясняется образованием сквозного отверстия в основном металле, через которое плазменная струя выходит на обратную сторону изделия. Расплавляемый в передней части сварочной ванны металл давлением плазмы перемещается вдоль стенок сварочной ванны в ее хвостовую часть, где кристаллизуется, образуя шов. По существу процесс представляет собой прорезание изделия с заваркой места резки.

Плазменной струей можно сваривать стыковые и угловые швы. Стыковые соединения на металле толщиной до 2 мм можно сваривать с отбортовкой кромок, при толщине свыше 10 мм рекомендуется делать скос кромок. В случае необходимости используют дополнительный металл. Для сварки металла толщиной до 1 мм успешно используют микроплазменную сварку струей косвенного действия, в которой сила сварочного тока равна 0,1-10 А.

Резка плазменной струей основана на расплавлении металла в месте реза и его выдувании потоком плазмы. Плазменную струю используют для резки металла толщиной от долей до десятков миллиметров. Для резки металла малой толщины используют плазменную струю косвенного действия. При повышенной толщине металла лучшие результаты достигаются при плазменной струе прямого действия. При резке даже углеродистых сталей во многих случаях она более экономична, чем газокислородная, ввиду высокой скорости и лучшего качества реза.

В зависимости от металла в качестве плазмообразующих газов можно использовать азот, водород, аргоно-водородные, аргоно-азотные, азото-водородные смеси. Использование для резки смесей газов, содержащих двухатомные газы, энергетически более эффективно. Диссоциируя, двухатомный газ поглощает много теплоты, которая выделяется на холодной поверхности реза при объединении свободных атомов в молекулу. В последнее время, когда появилась возможность использовать водоохлаждаемые циркониевые и гафниевые электроды, в качестве режущего газа стали использовать и воздух. Сварку и резку можно выполнять вручную и автоматически.

Микроплазменная сварка

Сварка деталей малых толщин (5 - 0.2 мм) является сложной задачей при использований многих других методов сварки плавлением.

Малоамперная плазменная дуга, сформированная специальным плазмотроном с вольфрамовым электродом, имеет конусообразную форму с вершиной, обращенной к изделию. Такая форма ее обеспечивается конструктивными особенностями плазмотрона, правильным выбором плазмообразующего и защитного газов и их расходом. Наиболее часто в качестве плазмообразующего газа используется аргон. У нижнего среза сопла плазменная дуга существует только в струе аргона. По мере приближения к аноду (изделию) плазмообразующий и защитный газы перемешиваются и плазменная дуга горит уже в смеси этих газов. Чем ближе к аноду, тем больше в смеси содержится защитного газа. Если защитный газ имеет больший коэффициент теплопроводности, чем плазмообразующий, то степень сжатия дуги по мере приближения к аноду увеличивается, и она приобретает конусообразную форму (форму копья).

При правильно выбранном расходе плазмообразующего газа указанная форма малоамперной плазменной дуги образуется при использовании в качестве защитного газа аргоноводородной смеси (90% Аг + + 10% Н2), гелия, азота и углекислого газа. Если защитный газ аргон, то форма дуги цилиндрическая или слегка расширяющаяся в направлении к аноду. Такая же форма дуги сохраняется при ее существовании на токах больших 20 А, так как влияние защитного газа на сжатие дуги заметно ослабляется. Эффект сжатия дуги уменьшается и при увеличении расхода плазмообразующего газа более оптимального.

Особо тонкие металлы свариваются малоамперной дугой в импульсном режиме с формированием однополярных или разнополярных импульсов. Нагрев и плавление свариваемого металла происходит в течение импульса тока определенной длительности дугой прямой полярности. Во время паузы, когда ток в рабочей цепи питания плазменной дуги равен нулю, жидкий металл кристаллизуется и формируется сварная точка. Время импульса и паузы, а также скорость сварки выбираются таким образом, чтобы обеспечивалась определенная величина перекрытия кристаллизующихся точек.

Импульсная микроплазменная сварка значительно облегчает процесс получения качественного сварного соединения, поскольку позволяет таким образом подобрать амплитуду тока, длительности импульсов сварки и паузы, что прожоги свариваемого металла практически исключаются даже в случае остановки процесса или неравномерности его осуществления.

Разновидностью способа микроплазменной сварки в импульсном режиме является сварка разнополярными импульсами. В течение импульса тока прямой полярности свариваемым кромкам передается достаточное количество теплоты, которая обеспечивает их расплавление, образование сварочной ванны и, после ее кристаллизации, формирование сварной точки. В течение импульса тока обратной полярности в свариваемые кромки вводится меньшее количество теплоты, достаточное только для разрушения окисной пленки. За это время сварочная ванна охлаждается до полной или частичной кристаллизации. Следующий импульс тока прямой полярности создает сварную точку на определенном (в зависимости от скорости сварки) расстоянии от предыдущей. Перекрытие точек задается их размером и шагом.

Для сварки Al, Mg и их сплавов разработан процесс микроплазменной сварки на обратной полярности. Особенность способа состоит в том, что используются два источника питания. Один (ИП1) для непрерывного поддержания горения дежурной дуги между вольфрамовым электродом и медным соплом плазмотрона. Другой (ИП2) для питания основной дуги, горящей между медным соплом (анодом) и свариваемой деталью (катодом). Использование медного водоохлаждаемого сопла в качестве анода основной дуги позволяет исключать влияние тока обратной полярности основной дуги на вольфрамовый электрод, тем самым обеспечивается его высокая стойкость. Небольшой диаметр электрода обеспечивает устойчивое горение дежурной дуги на токах 2. 5 А. При малых расходах плазмообразующего газа (0,2. 0,8 л/мин) анодное пятно основной дуги размещается внутри канала сопла, а сжатие столба дуги на открытом ее участке и вблизи катода обеспечивается защитным газом, также как и при сварке на прямой полярности. Катодное пятно непрерывно блуждает по поверхности изделия и разрушает тугоплавкую оксидную пленку. Этот способ позволяет соединять AI и его сплавы толщиной в десятые и сотые доли миллиметра. Однако блуждание пятна приводит к получению широкого шва и большой зоны термического влияния.

В настоящее время успешно осуществляется микроплазменная сварка алюминия на переменном токе. При этом способе между соплом и электродом плазмотрона непрерывно горит дежурная дуга постоянного тока. При подаче на вольфрамовый электрод положительного относительно изделия полупериода напряжения, между ними формируется сжатая дуга обратной полярности с нестационарным катодным пятном, разрушающим оксидную пленку. Затем на вольфрамовый электрод плазмотрона поступает отрицательный относительно изделия полупери-

од напряжения. При этом генерируется сжатая дуга с большой плотностью энергии, достаточной для осуществления сварки металлов, имеющих на поверхности тугоплавкие окисные пленки. При этом, так как по вольфрамовому электроду проходит только ток прямой полярности, разрушения его не происходит. Возможность раздельной подачи тока прямой и обратной полярности на вольфрамовый электрод является важным технологическим достоинством данного способа микроплазменной сварки.

Содержание работы

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………… 4
1 ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ И ЕГО АНАЛИЗ………………………8
1. 1 Методы сварки………………………………………………………… 8
1.1.1 Аргонодуговая сварка ………………………………………………..8
1.1.2 Электродуговая сварка под флюсом…………………………………9
1.1.3 Плазменная сварка ……………………………………………………9
1.1.4 Классификация плазменных установок…………………………….11
1.1.5 Устройство и функционирование плазменных установок………..14
1.2 Назначение и условия эксплуатации детали…………………………16
1.3 Механические и физические свойства стали 09Г2С…………………17
1.4 Расчёт массы детали……………………………………………………19
1.5 Анализ технического задания…………………………………………19
2 РАСЧЕТ РЕЖИМОВ СВАРКИ, ВЫБОР ОСНОВНОГО И
ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОРУДОВАНИЯ…………..…………. ………..21
2.1 Расчет режимов процесса сварки……………………………………. 21
2.2 Выбор основного оборудования………………………………………22
2.3 Выбор сварочного робота……………………………………………..25
2.4 Выбор вспомогательного оборудования…………………………….28
2.4.1 Выбор электродугового полуавтомата……………………………..28
2.4.2 Выбор гидравлической листогибочной машины………………….29
2.4.3 Устройства перемещения……………………………………………31
3 ДЕФЕКТЫ В СВАРНЫХ ШВАХ И МЕТОДЫ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ………………………………………..32
3.1 Классификация дефектов……………………………………………..32
3.2 Наружные дефекты…………………………………………………..33
3.3 Внутренние дефекты………………………………………………….35
3.4 Методы контроля………………………………………………………39
3.5 Контроль сварных швов…………………………………………..…43
4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПЛАЗМЕННОЙ СВАРКИ СЕКТОРНОГООТВОДА……………………………………………………. 46
4.1 Разработка технологии сборочных и сварочных работ……. ………46
4.2 Расчет штучного времени……………………….……………………..47
4.3 Разработка технологической документации………………………….49
4.4 Разработка алгоритмов………………………………… ……………53
4.5 Проектирование участка цеха…………………………………………54
5 ОБОСНОВАНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТИРУЕМОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СВАРОЧНЫХ РАБОТ СЕКТОРНОГО ОТВОДА ………………………. 56
6 ОХАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ …. 71
7 ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ………………………………..85
ЗАКЛЮЧЕНИЕ …………………………………………………………..90
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Файлы: 1 файл

5fan_ru_ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОЕКТИРУЕМОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СВАРОЧНЫХ РАБОТ СЕКТОРНОГО ОТВОДА.doc

Пояснительная записка состоит из

110 страниц, 5 рисунков, 26 таблиц, графических документов в дипломном проекте - 8 листов А1.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ, ПЛАЗМЕННАЯ СВАРКА, ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, СИСТЕМЫ МЕХАНИЗАЦИИ И АВТОМАТИЗАЦИИ, СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ, СЕКТОРНЫЙ ОТВОД

В дипломном проекте разработан технологический процесс плазменной сварки секторного отвода на угол в 90 градусов, проведен анализ технического задания, расчет технологического времени, выбор основного и дополнительного оборудования. Произведен расчет производительности, разработан алгоритм функционирования технологического комплекса, составлена маршрутная карта, разработан план участка.

В экономической части проведено обоснование эффективности проектируемого технологического процесса. Произведен расчет себестоимости продукции и годовой экономический эффект.

Рассмотрены вопросы охраны окружающей среды и техники безопасности.

1 ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ И ЕГО АНАЛИЗ………………………8

1.1.1 Аргонодуговая сварка ………………………………………………..8

1.1.2 Электродуговая сварка под флюсом…………………………………9

1.1.4 Классификация плазменных установок…………………………….11

1.1.5 Устройство и функционирование плазменных установок………..14

1.2 Назначение и условия эксплуатации детали…………………………16

1.3 Механические и физические свойства стали 09Г2С…………………17

1.4 Расчёт массы детали…………………………… ………………………19

1.5 Анализ технического задания…………………………………………19

2 РАСЧЕТ РЕЖИМОВ СВАРКИ, ВЫБОР ОСНОВНОГО И

ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОРУДОВАНИЯ…………..…………. ………..21

2.1 Расчет режимов процесса сварки………………… …………………. 21

2.2 Выбор основного оборудования…… …………………………………22

2.3 Выбор сварочного робота………………… …………………………..25

2.4 Выбор вспомогательного оборудования…………………………….28

2.4.1 Выбор электродугового полуавтомата……………………………..28

2.4.2 Выбор гидравлической листогибочной машины………………….29

2.4.3 Устройства перемещения……………………………………………31

3 ДЕФЕКТЫ В СВАРНЫХ ШВАХ И МЕТОДЫ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ………………………………………..32

3.1 Классификация дефектов……………………………………………..32

3.5 Контроль сварных швов…………………………………………..…43

4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПЛАЗМЕННОЙ СВАРКИ СЕКТОРНОГООТ ВОДА……………………………………………………. 46

4.1 Разработка технологии сборочных и сварочных работ……. ………46

4.2 Расчет штучного времени………………… …….……………………..47

4.3 Разработка технологической документации………………………….49

4.4 Разработка алгоритмов……………………… ………… ……………53

4.5 Проектирование участка цеха……… …………………………………54

5 ОБОСНОВАНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТИРУЕМОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СВАРОЧНЫХ РАБОТ СЕКТОРНОГО ОТВОДА ………………………. 56

6 ОХАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ …. 71

7 ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ………………………………..85

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ………. ………..91

Плазма - ионизированный газ, содержащий электрически заряженные частицы и способный проводить ток. Ионизация газа происходит при его нагреве. Степень ионизации тем выше, чем выше температура газа. В центральной части сварочной дуги газ нагрет до температур 5000-30000° С, имеет высокую электропроводность, ярко светится и представляет собой типичную плазму. Плазменную струю, используемую для сварки и резки, получают в специальных плазматронах, в которых нагревание газа и его ионизация осуществляются дуговым разрядом в специальных камерах.
Вдуваемый в камеру газ, сжимая столб дуги в канале сопла плазматрона и охлаждая его поверхностные слои, повышает температуру столба. В результате струя проходящего газа, нагреваясь до высоких температур, ионизируется и приобретает свойства плазмы. Увеличение при нагреве объема газа в 50-100 и более раз приводит к истечению плазмы со сверхзвуковыми скоростями. Плазменная струя легко расплавляет любой металл.
Дуговую плазменную струю для сварки и резки получают по двум основным схемам. При плазменной струе прямого действия изделие включено в сварочную цепь дуги, активные пятна которой располагаются на вольфрамовом электроде и изделии. При плазменной струе косвенного действия активные пятна дуги находятся на вольфрамовом электроде и внутренней или боковой поверхности сопла. Плазмообразующий газ может служить также и защитой расплавленного металла от воздуха. В некоторых случаях для защиты расплавленного металла используют подачу отдельной струи специального, более дешевого защитного газа. Газ, перемещающийся вдоль стенок сопла, менее ионизирован и имеет пониженную температуру. Благодаря этому предупреждается расплавление сопла. Однако большинство плазменных горелок имеет дополнительное водяное охлаждение.
Дуговая плазменная струя - интенсивный источник теплоты с широким диапазоном технологических свойств. Ее можно использовать для нагрева, сварки или резки как электропроводных металлов, так и неэлектропроводных материалов, таких как стекло, керамика и др. (плазменная струя косвенного действия). Тепловая эффективность дуговой плазменной струи зависит от величины сварочного тока и напряжения, состава, расхода и скорости истечения плазмообразующего газа, расстояния от сопла до поверхности изделия, скорости перемещения горелки (скорости сварки или резки) и т. д. Геометрическая форма струи может быть также различной (квадрат, ной, круглой и т. д.) и определяться формой выходного отверстий сопла.

Техника сварки. Питание дуги, как правило, осуществляется переменным или постоянным током прямой полярности (минуя на электроде). Возбуждают дугу с помощью осциллятора. Для облегчения возбуждения дуги прямого действия используют дежурную дугу, горящую между электродом и соплом горелки.. Для питания плазмообразующей дуги требуются источники сварочного тока с рабочим напряжением до 120 В, а в некоторый случаях и более высоким; для питания плазматрона, используемого для резки, оптимально напряжение холостого хода источника питания до 300 В. Плазменной струей можно сваривать практически все металлы в нижнем и вертикальном положениях, В качестве плазмообразующего газа используют аргон или гелий, которые также могут быть и защитными. К преимуществам плазменной сварки относятся высокая производительность, малая чувствительность к ко-лебаниям длины дуги, устранение включений вольфрама в металле шва. Без скоса кромок можно сваривать металл толщиной до 15 мм с образованием провара специфической формы. Это объясняется образованием сквозного отверстия в основном металле, через которое плазменная струя выходит на обратную сторону изделия. Расплавляемый в передней части сварочной ванны металл давлением плазмы перемещается вдоль стенок сварочной ванны в ее хвостовую часть, где кристаллизуется, образуя шов. По существу процесс представляет собой прорезание изделия с заваркой места резки.
Плазменной струей можно сваривать стыковые и угловые швы. Стыковые соединения на металле толщиной до 2 мм можно сваривать с отбортовкой кромок, при толщине свыше 10 мм рекомендуется делать скос кромок. В случае необходимости используют дополнительный металл. Для сварки металла толщиной до 1 мм успешно используют микроплазменную сварку струей косвенного действия, в которой сила сварочного тока равна 0,1-10 А. Резка плазменной струей основана на расплавлении металла в месте реза и его выдувании потоком плазмы. Плазменную струю используют для резки металла толщиной от долей до десятков миллиметров. Для резки металла малой толщины используют плазменную струю косвенного действия. При повышенной толщине металла лучшие результаты достигаются при плазменной струе прямого действия. При резке даже углеродистых сталей во многих случаях она более экономична, чем газокислородная, ввиду высокой скорости и лучшего качества реза.
В зависимости от металла в качестве плазмообразующих газов можно использовать азот, водород, аргоно-водородные, аргоно-азотные, азото-водородные смеси. Использование для резки смесей газов, содержащих двухатомные газы, энергетически более эффективно. Диссоциируя, двухатомный газ поглощает много теплоты, которая выделяется на холодной поверхности реза при объединении свободных атомов в молекулу. В последнее время, когда появилась возможность использовать водоохлаждаемые циркониевые и гафниевые электроды, в качестве режущего газа стали использовать и воздух. Сварку и резку можно выполнять вручную и автоматически.

Опыт промышленного применения процессов сварки с использованием концентрированных источников энергии свидетельствует о том, что в ряде случаев они имеют неоспоримые преимущества перед традиционными технологиями получения неразъемных соединений: более высокие качество и производительность процессов. Минимальные деформации и высокие физико-механические характеристики сварных соединений, полученных плазменной сваркой, как правило, позволяют исключить последующую механическую и термообработку.

Основными предпосылками использования концентрированных потоков энергии для обработки материалов являются:

1) высокая плотность мощности и возможность плавной ее регулировки в широких пределах;

2) простота управления лучом;

3) высокая производительность;

4) возможность осуществления процессов, недоступных большинству других технологий, за счет высоких температур, скоростей нагрева и охлаждения;

5) возможность полной автоматизации;

6) экологическая чистота [1].

Возможность плазменной обработки деталей в воздухе и в воде, что существенно расширяет спектр технологических возможностей применения плазменной обработки. Плазменная сварка титановых, медных и алюминиевых сплавов широко распространена и не встречает трудностей.

Также необходимо отметить, что использование плазменных установок в современной промышленности обусловлено низкой стоимостью плазменных установок, их автоматизацией, механизацией, простотой в эксплуатации, исключающей привлечение дополнительных специализированных кадров.

Высокий КПД использования энергии плазменной дуги – 75-90%, следовательно, низкая себестоимость процесса плазменной обработки. В среде современных рыночных отношений, когда идет активный переход от энергоемких, дорогих технологий к простым энергосберегающим, это особенно актуально.

1 ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ И ЕГО АНАЛИЗ

1. 1 Методы сварки

1.1.1 Аргонодуговая сварка

Применяют два вида аргонно-дуговой сварки: 1) неплавящимся вольфрамовым электродом; 2) плавящимся электродом из того же металла, что и свариваемый.

Автоматическая и полуавтоматическая сварки плавящимся электродом наиболее производительны. При сварке применяют проволоку диаметром до 3 мм. примерно такого же состава, что и основной металл.

Подготовка кромок и техника выполнения отдельных типов соединений примерно такие же, как и при сварке в углекислом газе.

Для защиты обратной стороны шва от действия воздуха используют медные и стальные подкладки. При этом во время сварки струю аргона подводят также под нижнюю поверхность кромок свариваемых листов, для чего в подкладке делают канавку, расположенную вдоль линии шва.

Аргонно-дуговую сварку применяют при изготовлении конструкций из нержавеющих и жаропрочных сталей, цветных металлов( алюминия, меди, магния, титана, циркония, тантала,. ниобия) и их сплавов.

Этим способом можно также сваривать разнородные металлы. Применять его для сварки углеродистых и низколегированных сталей экономически нецелесообразно[6].

1.1.2 Электродуговая сварка под флюсом

Автоматическую и полуавтоматическую сварку низколегированных сталей выполняют проволоками Св-08А, Св-08ГА, Св-10Г2 под обычными флюсами АН-348А, ОСЦ-45. Для сварки на повышенных скоростях применяют флюс АН-60. Эти стали свариваются хорошо, поэтому термической обработки сварных соединений после сварки не требуется.

Швы сварных соединений по характеру выполнения могут быть односторонние и двусторонние, однопроходные или многослойные.

Чтобы улучшить формирование нижней части шва и обеспечить полный провар, при сварке односторонних стыковых швов применяют различные технологические приемы сварки: на флюсовой подушке, на гладкой медной подкладке, на флюсовомедной подкладки.

Сварка на гладкой подкладке применяют только при точной сборке, без смещения стыкуемых кромок[6].

1.1.3 Плазменная сварка

Плазменная сварка является дальнейшим продолжением и усовершенствованием аргонодуговой сварки вольфрамовым неплавящимся электродом. Согласно ГОСТу 2601-84, плазменная сварка – сварка плавлением, при которой нагрев проводится сжатой дугой. Сжатая дуга – дуга, столб которой сжат с помощью сопла плазменной горелки, потока газа или внешнего электромагнитного поля. Плазменную сварку осуществляют сжатой дугой прямого и косвенного действия (рис.1.1). Сжатую дугу прямого действия получают при включении изделия в сварочную цепь, активные пятна дугового разряда (катодное и анодное) располагаются на вольфрамовом или на неплавящемся электроде из другого материала и изделии. При получении сжатой дуги косвенного действия изделие в сварочную цепь не включается, активные пятна дугового разряда находятся на электроде и на поверхности сопла. При нагреве изделия дугой косвенного действия передача теплоты осуществляется теплопроводностью, конвекцией и излучением плазмы. При нагреве сжатой дугой прямого действия к перечисленным механизмам теплопередачи добавляется передача энергии заряженными частицами, двигающимися в электрическом поле.

Плазменная сварка - сварка, источником энергии при которой являются плазменный поток.

Такой метод сварки принято применять для сваривания нержавеек, вольфрама, молибдена, сплавов никеля в авиационной промышленности, приборостюроении. Плазменная сварка характеризуется глубоким проплавюлением металла, которое позволяет сваривать металлические листы толщиной до 9 мм. Выполняется в любом положении в пространстве.

В плазменной сварке для получении плазмы используют плазменные горелки, которые состоят из вольфрамового электрода, труб водяного охлаждения, подачи газа, сопла плазмы.

В данной работе я предлагаю рассмотреть сущность метода плазменной сварки, какие виды такой сварки существуют, так же рассмотреть аппараты для работы.

Плазменная сварка набирает актуальность в работе, так как с ее помощью можно сваривать не только современные сплава, а также цветные сплавы и нержавейку.

1. Сущность плазменной сварки

Плазменная сварка металла, благодаря большей температуре воздействия на изделие позволяет обрабатывать широкий спектр металлов, такие как бронза, титан, нержавеющая сталь, углеродистая сталь, латунь, чугун, алюминий. Данный метод используют в разнообразных отраслях производств – приборостроение, машиностроение, пищевая промышленность, изготовление медицинского оборудования, ювелирное дело, химическое производство и многие другие. Плазменная сварка и резка металлов необходима и незаменима практически на любом производстве.

2. Разновидности плазменной сварки

Первым видом плазменной сварки считают плавление металла дугой, возникающее между изделием и неплавящимся электродом
Вторым видом считается сварка плазменной струей, образующая благодаря дуге горит между наконечником плазмотрона и неплавящимся электродом.

Микроплазменная сварка, которая реализуется на малом токе до 25 А
Работа на средних токах – до 150А
На больших токах, свыше 150А.

Технология плазменной сварки тоже принято разделять. Таким образом, существуют: плазменная сварка прямого действия и плазменная сварка косвенного действия.

На рисунке 1 представлена схема плазменной сварки.

Рисунок 1 – Плазменная сварка

На рисунке 2 рассмотрены схемы виды плазменной сварки.

Рисунок 2 – Виды плазменной сварки

Плазменная сварка прямого действия;
Плазменная сварка косвенного действия.

2.1. Плазменная сварка прямого действия

Плазменная сварка прямого действия считается самым распространенным видом соединения металлов в данной технике исполнения швов. Он реализуется за счет электрической дуги, возбуждаемая между электродом и рабочим изделием.

Плазменная сварка алюминия должна проводиться крайне осторожно. Осторожность необходима за счет того, что температура плавления алюминия равно 660,3 ˚С. Необходимо проводить контроль всего процесса, чтобы не допустить пропал. В инструкции к аппаратам имеется таблица, в которой указана рекомендованная сила тока для каждого вида металла. Например, плазменная сварка нержавейки должна проводится на среднем токе, а стали – на высоком.

В дуге прямого действия изначально возбуждается дуга на малых токах, между соплом и заготовкой, после касания плазмой свариваемого изделия возбуждается основная дуга прямого действия. Питание дуги может выполняться переменным и постоянным током прямой полярности, а ее возбуждение осуществляется осциллятором.

Рисунок 3 – Схема плазменной сварки прямого действия

2.2. Плазменная сварка косвенного действия

При плазменной сварке косвенного действия плазма образуется схожим способом, как и в плазменной сварке прямого действия. Отличие заключается в том, что источник питания должен быть подключен к электроду и соплу, в результате чего должна образуется дуга между ними, и после, на выходе из горелки образуется плазменная струя. С помощью давления газа осуществляется контроль скорости выхода потока плазмы. Основной секрет кроется в том, что газ, который переходит в состояние плазмы увеличивает свой объем в 50 раз, за счет чего буквально вылетает из аппарата струей. Энергия расширяющегося газа совместно с тепловой энергией, которая сообщается струе газа, делает плазму довольно мощным источником энергии.

Такой метод обеспечивает бесперебойную работу даже при микроплазменной сварке, осуществляемую на малых токах.
Плазменная сварка косвенного действия позволяет экономить газ, который стоит больших денег.
Так же при этом методе, за счет высокого давления практически нет разбрызгивания. Благодаря этому можно и варить и резать металл, но для резки не потребуется инертный газ, так как его функция – защищать сварочную ванну, а при разрезании металла она не образуется.

Рисунок 4 – Плазменная сварка косвенного действия

Также можно отметить, что устройство горелки прямого и косвенного метода не имеют весомых отличий. На рис 4 (а)показана технология образования плазменной струи. Процесс происходит таким образом: вольфрамовый электрод (2) подключают к отрицательному заряду, а сопло (4) подключают к положительному. Благодаря этому дуга образуется между соплом и электродом, что характерно при косвенном методе.

На рисунке 4 (б), при плазменной сварке прямого действия, дуга образуется между электродом, имеющим отрицательный заряд, и рабочей деталью, которая имеет положительный заряд. Для поджога и возбуждении дуги принято использовать временно подающийся ток на сопло, отключающийся после возбуждения.

Рисунок 5 – Плазма косвенного действия

3. Аппарат для плазменной сварки

Аппарат воздушно плазменной сварки представляет собой небольшое техническое оборудование, вес которого не более 9-10 килограмм.

Принцип работы его такой: внутри находятся схемы управления, выпрямитель тока и трансформатор. Для начала работы к нему подключается установка с рабочими газами в баллонах – для образования плазмы и инертный газ, который необходим для защиты сварочного шва от окисления. На выходе подключается горелка с газами отдельно для резки. В связи с тем, что такой метод образует очень высокий температурный режим, в горелке есть специальный отсек, в которой содержится охлаждающая жидкость. Данный аппарат по внешним признакам похож на инвертор. В продаже представлено множество моделей с разными функциями. Если говорить о самом простом, он самый компактный (примерно 5 кг), который имеет минимальное количество настроек, в которых разберется не то что новичок, а даже ребенок.

Рисунок 6 – Аппарат для плазменной сварки

Модели, которые в цене дороже, имеют дополнительные настройки и функции, которые помимо резки и сварки могут выполнять пайку, воронение, оксидирование и закалку металла. Самыми простыми изделия считаются с минимально мощностью до 12А. Их стоимость колеблется в пределах 30000 рублей. Оборудование на класс выше и мощнее, до 150А стоят от 40000 и до 150000 рублей, зависимо от производителя и дополнительных функций. Самые дорогие модели имеют мощность от 150А, а их стоимость может даже превышать 1000000 рублей. Для профессионалов, которые постоянно занимаются сплавлением, рекомендуется приобретать качественное и дорогое оборудование. Заплатив один раз можно получить многофункциональное устройство, с помощью которого можно выполнять всевозможные процедуры по металлообработке.

Современные сварочные плазменные аппараты – это компактные устройства, сравнимые по размерам с аргонно-дуговыми, инверторными или трансформаторными аппаратами. Простейшие модели имеют компактный размер и минимум настроек для удобства пользования. С их помощью можно производить сварку и резку металла.

Рисунок 7 - Схема сборки оборудования при ручной плазменной резке

С ростом цены увеличивается функциональность аппаратов, так в продаже можно найти оборудование, с функцией пайки. Устройства профессионального уровня позволяют проводить операции воронения, термического оксидирования, порошкового напыления и закалки.

Плазменная сварка прямого действия и косвенного имеет свои достоинства и недостатки.

высокий коэффициент полезного действия и высокая скорость выполнения работ;
высококачественная резка металла оставляет гладкие кромки и не требует дополнительной их обработки;
возможность варить и резать изделия, толщиной почти в сантиметр;
при работе нет шлаков и отходов;
контроль глубины провара металла, что позволяет избежать пропалов и деформации;
простота в использовании аппарата.

дороговизна оборудования и высокая стоимость работ;
в сфере профессионального использования высокие требования к мастеру;
необходимость постоянного контроля над охлаждением, из-за высокой рабочей температуры.

Плазменная обработка металлов бывает нескольких видов, такие как резка, сварка, наплавка.

производительность у плазменной сварки примерно в 4 раза больше, чем у дуговой сварки;
плазменная сварка имеет низкую деформируемость обрабатываемого металла. Уменьшение деформируемости происходит за счет высоких скоростей сварки и резки;
у дуговой сварки большое количество отходов при резке металлов, по сравнению с плазменной. У плазменной меньше отходов, так как щели реза меньше, чем при кислородной резке.

1. Николаев Г. А. Сварка в машиностроении: Справочник в 4-х т. - М.: Машиностроение, 1978

3. Введение в сварочные технологии. Электродуговая сварка: Учебное пособие / С.Н. Козловский; СибГАУ. Красноярск, 2007.

Читайте также: