Плазменная сварка

Плазменной дугой можно сваривать почти все металлы и с различным пространственным расположением швов. В основном плазменную сварку очень успешно применяют при сварке малых толщин металла - до 1,5 мм вместо традиционной газовой сварки, так как у плазменной сварки выше качество и производительность.

Плазменной дугой на постоянном токе прямой полярности выполняется сварка всех металлов, кроме алюминия, а алюминий и его сплавы - на обратной полярности с возбуждением дуги с помощью осциллятора. Для облегчения возбуждения основной дуги, прямого действия используется дежурная дуга, горящая между соплом горелки и электродом. Источник питания сварочной дуги должен иметь рабочее напряжение 120 В.

Защитный газ аргон является одновременно и плазмообразующим газом. К достоинствам плазменной дуговой сварки относится стабильность дуги при изменении ее длины, высокая производительность процесса сварки, повышенный провар без разделки кромок (фасок).

Плазменной струей сваривают швы стыковых и угловых соединений в основном сравнительно небольшой толщины - до 10 мм.

При сварке в случае необходимости применяют присадочный материал, который вводят прямо в сварочную ванну. Диаметр сопла горелки - 2;4 мм, диаметр электрода - 3-4 мм. При сварке листов из низкоуглеродистой стали или алюминия толщиной 6 мм стыкового соединения скорость сварки = 15 м/ч. Сварка жаростойкой стали хромоникелевой толщиной 5 мм выполняется с напряжением на дуге 38-40 В, сварочным током 230-240 А со скоростью 22 м/ч. Кроме алюминия успешно выполняется плазменно-дуговая сварка титана.

Изучение процессов, происходящих в плазменной дуге, позволило установить условия большой устойчивости дуги и получить плазменную дугу в специальных горелках с малой силой тока - малоамперную дугу, названную микроплазменной.

Микроплазменная сварка с концентрированным источником теплоты позволяет сваривать металл очень малых толщин (от 0,1 до 0,3 мм), что невозможно осуществить аргонно-дуговой сваркой.

Применение дежурной дуги обеспечивает устойчивость процесса при очень малых токах, до силы тока на дуге 0,5 А. Сварка выполняется в непрерываемом или импульсном режиме на прямой полярности (кроме алюминия) плазменной дугой, горящей между вольфрамовым электродом плазмотрона (горелки) и изделием в струе плазмообразующего инертного газа - аргона.

Питание сварочной плазменной дуги импульсами тока позволяет снизить средний сварочный ток при сохранении высокой плотности в импульсе.

Параметры импульса - это длительность и частота их прохождения; амплитуда тока регулируется в широком диапазоне, а значит, регулируется и средний сварочный ток (3+50 А) и мощность (0,2+2,5 кВт) плазменной дуги.

В последние 10 лет микроплазма прямого действия (дуга, а не струя) широко применяется в производстве для сварки и резки тонких металлов из различных марок сталей, цветных металлов и их сплавов.

Для сварки, пайки очень тонких изделий из фольги, сеток и мембран а также для напыления неметаллических (неэлектропроводных) материалов применяется плазменная струя, т. е. микроплазма косвенного действия.

Микроплазменная сварка обладает высокой производительностью, особенно в непрерывном (без импульсов) режиме, например, сварка стыкового соединения низкоуглеродистой стали толщиной 0,5 мм при рабочем токе дуги 26-30 А выполняется со скоростью 80 м/ч.

Импульсные источники питания дуги (ИПИД). Часть 3 Сварочные работы Резка металла плазменной дугой. Часть 1