Πώς είναι τοποθετημένη η μηχανή συγκόλλησης πλάσματος και λειτουργεί

Το πλάσμα στη φυσική είναι η τέταρτη κατάσταση ύλης μετά από στερεή, υγρή και αέρια μορφή, όταν γίνεται μερικός ή πλήρης ιονισμός του μέσου από προγενέστερα ουδέτερα μόρια και άτομα, υπό την προϋπόθεση της quasineutrality: η πυκνότητα όγκου όλων των φορτισμένων σωματιδίων είναι ίση.

Στην τεχνολογία συγκόλλησης χρησιμοποιούνται οι ακόλουθες ιδιότητες πλάσματος χαμηλής θερμοκρασίας (μικρότερη από ένα εκατομμύριο βαθμούς Kelvin):

• πολύ υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα.

• την ισχυρή επίδραση εξωτερικών μαγνητικών πεδίων στη ροή ρευμάτων σε αυτό, συμβάλλοντας στο σχηματισμό πίδακες και στρώματα,

• εκδήλωση συλλογικών επιδράσεων, που εκφράζεται από την υπεροχή των μαγνητικών και ηλεκτρικών δυνάμεων πάνω από τη βαρυτική.

Αρχές για τη δημιουργία και τη λειτουργία φακών πλάσματος

Σε αυτή τη μέθοδο συγκόλλησης, η πηγή των θερμαντικών μετάλλων στο σημείο τήξης είναι τόξο πλάσματος ιονισμένου αερίου, το οποίο κατευθύνεται προς τη σωστή κατεύθυνση. Παράγεται από μια ειδική συσκευή που ονομάζεται πλασματρόν ή πυρσός πλάσματος.

Ταξινόμηση κατά τύπο τόξου

Με βάση την αρχή της λειτουργίας, το πλασματρόν μπορεί να έχει άμεση ή έμμεση δράση.

Στην πρώτη περίπτωση, η διαφορά δυναμικού του εξωτερικού πεδίου της γεννήτριας, δημιουργώντας τις συνθήκες για το σχηματισμό ενός τόξου, εφαρμόζεται απευθείας στο τεμάχιο εργασίας και στο ηλεκτρόδιο του καυστήρα αερίου. Λόγω αυτού, η απόδοση ψύξης της δομής αυξάνεται.

Στη δεύτερη μέθοδο, η ηλεκτρική τάση εφαρμόζεται μόνο μεταξύ των τμημάτων του καυστήρα για να δημιουργηθεί ένας πίδακας πλάσματος. Λόγω αυτού, είναι απαραίτητο να περιπλέκεται το σύστημα ψύξης του συγκροτήματος ακροφυσίων.

Για πλασματρόνια άμεσης δράσης, παράγεται ένα τόξο που μοιάζει περίπου με ένα κυλινδρικό σχήμα, που επεκτείνεται ελαφρώς στην επιφάνεια του επεξεργασμένου μετάλλου.

Μέσα στο ουδέτερο ηλεκτρικό ακροφύσιο, συμβαίνει συμπίεση και σταθεροποίηση του τόξου. Σε αυτή την περίπτωση, ο συνδυασμός της θερμικής και κινητικής ενέργειας του πλάσματος σχηματίζει μια αυξημένη ισχύ γι 'αυτό, που επιτρέπει στο μέταλλο να λιώσει βαθύτερα.

Οι έμμεσοι καυστήρες δημιουργούν ένα πλάσμα με τη μορφή κωνικού εκτοξευτήρα που περιβάλλεται από έναν φακό που κατευθύνεται προς το προϊόν. Το πίδακα εκτοξεύεται από το ρεύμα πλάσματος που προέρχεται από τον καυστήρα.

Ταξινόμηση των μεθόδων ψύξης του καυστήρα

Λόγω της υψηλής θερμοκρασίας του πλάσματος, χρησιμοποιούνται διάφορες μέθοδοι ψύξης των στοιχείων του πυρσού πλάσματος:

• φυσώντας αέρα?

• απομάκρυνση θερμότητας λόγω της αναγκαστικής κυκλοφορίας του νερού.

Η ψύξη με αέρα είναι λιγότερο δαπανηρή και η υγρή ψύξη είναι η πιο αποδοτική, αλλά πολύπλοκη.

Ταξινόμηση των μεθόδων σταθεροποίησης τόξου

Ο καυστήρας αερίου θα πρέπει να παρέχει μια σταθερή στήλη θερμοκρασίας μεγέθους και κατεύθυνσης με την αυστηρή στερέωση του κατά μήκος του άξονα του ακροφυσίου και του ηλεκτροδίου.

Για το σκοπό αυτό έχουν αναπτυχθεί τρεις τύποι σχεδιασμών ακροφυσίων που χρησιμοποιούν ενέργεια:

1. αέριο ·

2. νερό;

3. μαγνητικό πεδίο.

Στην πρώτη μέθοδο ένα κρύο ρεύμα αερίου, φυσώντας μια στήλη πλάσματος, ψύχεται και ταυτόχρονα το συμπιέζει. Ανάλογα με την κατεύθυνση του ρεύματος αερίου, δημιουργείται σταθεροποίηση:

1. αξονική - με παράλληλη εμφύσηση της στήλης.

2. στροβιλίζεται όταν η ροή του αερίου δημιουργείται κατά την κάθετη κατεύθυνση.

Η δεύτερη μέθοδος συμπιέζει το τόξο πιο αποτελεσματικά και χρησιμοποιείται στα πλασματρόνια που χρησιμοποιούνται για την εναπόθεση ή την κοπή μετάλλου.

Η αξονική σταθεροποίηση είναι καταλληλότερη για συγκόλληση και επικάλυψη μετάλλων.

Το σχήμα διπλής σταθεροποίησης συνδυάζει τα χαρακτηριστικά του αξονικού και του στροβίλου. Όταν το χρησιμοποιείτε, είναι δυνατόν να περάσετε αέριο με τρεις τρόπους:

• μόνο μέσω του κεντρικού κεντρικού καναλιού.

• μέσω των δύο?

• αποκλειστικά μέσω εξωτερικών.

Κάθε μέθοδος δημιουργεί διαφορετικά σχήματα για τη συμπίεση της στήλης του πλάσματος.

Σταθεροποίηση νερού χρησιμοποιεί ροές περιστρεφόμενου ρευστού.Ο ατμός που σχηματίζεται σε αυτή τη διαδικασία βοηθά στη δημιουργία ενός πλάσματος με θέρμανση στήλης έως και 50 χιλιάδες βαθμούς στην κλίμακα Kelvin.

Ένα σημαντικό μειονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι η έντονη καύση της καθόδου. Για τέτοιες συσκευές, το ηλεκτρόδιο είναι κατασκευασμένο από γραφίτη, αναπτύσσοντας μηχανισμούς για την αυτόματη προσέγγισή του στο τεμάχιο εργασίας καθώς το μήκος καταναλώνεται συνεχώς.

Οι συσκευές πυρκαγιάς με σταθερότητα στο νερό σημειώνονται:

• την πολυπλοκότητα του σχεδιασμού.

• χαμηλή αξιοπιστία του συστήματος τροφοδοσίας ηλεκτροδίων.

• την πολυπλοκότητα των μεθόδων διέγερσης του τόξου.

Μαγνητική σταθεροποίηση Λειτουργεί λόγω του κατευθυντικού μαγνητικού πεδίου που βρίσκεται σε όλη την κίνηση της στήλης τόξου. Η απόδοσή του είναι η χαμηλότερη και το σωληνοειδές που είναι ενσωματωμένο στο ακροφύσιο περιπλέκει σημαντικά το κύκλωμα του φακού πλάσματος.

Ωστόσο, η μαγνητική σταθεροποίηση χρησιμοποιείται για να προσδώσει περιστροφική κίνηση στο σημείο ανόδου μέσα στα τοιχώματα του ακροφυσίου. Αυτό επιτρέπει τη μείωση της διάβρωσης του υλικού του ακροφυσίου, η οποία επηρεάζει την καθαρότητα του πίδακα πλάσματος.

Όλες οι κατασκευές των πλασματρόνων που θεωρούνται παραπάνω είναι τόξα. Αλλά υπάρχει ένας άλλος τύπος παρόμοιων διατάξεων παραγωγής πλάσματος λόγω της ενέργειας του ρεύματος υψηλής συχνότητας που διέρχεται από το πηνίο του επαγωγέα. Τέτοια πλασματρόνια ονομάζονται επαγωγή (HF) και δεν απαιτούν την ύπαρξη ηλεκτροδίων για τη δημιουργία εκκενώσεως τόξου.

Δεν έχουν ιδιαίτερα πλεονεκτήματα στην επίδραση των επεξεργασμένων μετάλλων σε σύγκριση με τις συσκευές τόξου και χρησιμοποιούνται για την επίλυση μεμονωμένων τεχνολογικών διαδικασιών, για παράδειγμα, την παραγωγή καθαρού μετάλλου.

Σχεδιαστικά χαρακτηριστικά των καυστήρων

Η λειτουργία ενός από τους τύπους φακών πλάσματος μπορεί να εξηγηθεί από το παρακάτω σχήμα.

Το τόξο πλάσματος κατά τη συγκόλληση δημιουργείται μέσα στο προστατευτικό ατμοσφαιρικό κέλυφος που σχηματίζεται με την παροχή αερίου που εγχύεται στην περιοχή εργασίας. Συχνά επιλέγουν αργό.

Το αέριο που σχηματίζει πλάσμα (πηγή ιονισμού) μπορεί να λειτουργήσει:

• αργό

• άζωτο

• ήλιο

• αέρα

• υδρογόνο.

• μίγματα των απαριθμούμενων αερίων.

Λάβετε υπόψη τα χαρακτηριστικά της λειτουργίας τους:

• το υδρογόνο είναι εκρηκτικό.

• τα νιτρίδια και το όζον απελευθερώνονται από τον αέρα.

• το ήλιο αγαπητό?

• Το άζωτο σε υψηλές θερμοκρασίες επηρεάζει το περιβάλλον.

Το βολφράμιο επιλέγεται συνήθως ως υλικό για ηλεκτρόδια λόγω των πλέον κατάλληλων μηχανικών ιδιοτήτων και αντοχής σε υψηλές θερμοκρασίες.

Το ακροφύσιο αερίου στερεώνεται στον καυστήρα και διοχετεύεται με προστατευτικό ρεύμα. Το ψυχρό υγρό αντλείται κατά μήκος των υδραυλικών γραμμών και θερμαίνεται εκκενώθηκε.

Τα καλώδια μεταφοράς ρεύματος τροφοδοτούν ηλεκτρική ενέργεια με άμεσο ή εναλλασσόμενο ρεύμα στα ηλεκτρόδια.

Για την τροφοδοσία του τόξου σχηματισμού πλάσματος, μια πηγή ρεύματος με τάση περίπου 120 volts συνδέεται για συγκόλληση και περίπου 300 σε κατάσταση ρελαντί - για κοπή.

Συσκευή γεννήτριας πλάσματος

Για την εκκίνηση του πλασματρόν μπορεί να χρησιμοποιηθεί εναλλασσόμενο ρεύμα ή συνεχές ρεύμα. Για παράδειγμα, εξετάστε τη λειτουργία μιας γεννήτριας από το συμβατικό δίκτυο παροχής ρεύματος 220 βολτ.

Η αντίσταση έρματος περιορίζει το ρεύμα παροχής. Το γκάζι ελέγχει το φορτίο. Η γέφυρα δίοδος μετατρέπει μια εναλλασσόμενη τάση για να διατηρήσει ένα τόξο λειτουργίας.

Ένας συμπιεστής αέρα παρέχει αέριο θωράκισης στον καυστήρα και ένα υδραυλικό σύστημα ψύξης κυκλοφορεί το υγρό στις γραμμές πλάσματος για να διατηρεί αποτελεσματική αφαίρεση θερμότητας.

Τεχνική για συγκόλληση και κοπή πλάσματος

Για να αναφλεγεί και να διατηρηθεί το τόξο συγκόλλησης, χρησιμοποιείται ενέργεια ηλεκτρικού ρεύματος, και για τη διέγερσή του χωρίς επαφή, ένας ταλαντωτής (πηγή ταλάντωσης).

Η χρήση πιλοτικού τόξου μεταξύ του ηλεκτροδίου και του ακροφυσίου μπορεί να διευκολύνει σημαντικά τη διαδικασία εκκίνησης του πλάσματος.

Μια τέτοια συγκόλληση θα επιτρέψει την ένωση όλων σχεδόν των μετάλλων και των κραμάτων που βρίσκονται στο κατώτερο ή κατακόρυφο επίπεδο.

Χωρίς προεπεξεργασία των άκρων, οι λοξοτόλισες με πάχος μέχρι 15 mm μπορούν να συγκολληθούν στις λοξοτμήσεις.Σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζεται μια χαρακτηριστική διείσδυση με ειδικές μορφές λόγω της εξόδου του πίδακα πλάσματος πέρα ​​από το πίσω μέρος του συγκολλημένου τμήματος μέσω των εγκοπών διαμέσου.

Στην πραγματικότητα, η συγκόλληση με πλάσμα στις περισσότερες περιπτώσεις είναι μια διπλή συνεχής διαδικασία:

• κοπή του υλικού τεμαχίου προς κατεργασία.

• τόπος κοπής συγκόλλησης.

Η τεχνολογία κοπής βασίζεται στα εξής:

• τη στρώση τηγμένου μετάλλου στη θέση θεραπείας.

• φουσκώνοντας το υγρό κλάσμα στο ρεύμα του πλάσματος.

Το πάχος του μετάλλου επηρεάζει την τεχνολογία κοπής. Για τα λεπτά προϊόντα, χρησιμοποιείται το έμμεσο τόξο της μεθόδου και για τους παχύτερους αυτούς, οι άμεσοι πυρήνες πλάσματος λειτουργούν καλύτερα.

Η κοπή πλάσματος είναι η πιο οικονομική για όλα τα μέταλλα, συμπεριλαμβανομένου του ανθρακούχου χάλυβα.

Για την εκτέλεση συγκολλήσεων και κοπής πλάσματος, έχουν αναπτυχθεί αυτοματοποιημένες γραμμές και χειροκίνητες εγκαταστάσεις.

Είδη συγκόλλησης με πλάσμα

Η ισχύς του εφαρμοζόμενου ρεύματος επηρεάζει τη δύναμη του δημιουργημένου τόξου. Τρεις τύποι συγκόλλησης καθορίζονται από το μέγεθός του:

1. μικροπλακίδιο.

2. μέσος όρος.

3. σε υψηλά ρεύματα.

Συγκόλληση με μικροπλακίδια

Λειτουργεί σε ρεύματα που περιορίζονται σε 0.1 ÷ 25 αμπέρ. Αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιείται στις ηλεκτρονικές συσκευές, όργανα, κοσμήματα, βιομηχανία φυσητήρες, μεμβράνες, θερμοστοιχείολεπτού τοιχώματος σωλήνες και δοχεία, επιτρέποντάς σας να συνδέσετε σταθερά εξαρτήματα με πάχος 0,2 ÷ 5 mm

Για την επεξεργασία διαφόρων υλικών, επιλέγονται συνδυασμοί σχηματισμού πλάσματος και προστατευτικών αερίων, ο βαθμός συμπίεσης του τόξου και η εγγύτητα προς την άνοδο. Κατά την επεξεργασία ιδιαίτερα λεπτών υλικών, ο τρόπος παλμών χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία του τόξου χαμηλής τάσης με την παροχή διπολικών παλμών ρεύματος.

Κατά τη διέλευση ενός παλμού μίας πολικότητας, το μέταλλο αποτίθεται ή συγκολλάται και όταν τίθεται σε παύση λόγω αλλαγής της κατεύθυνσης, το μέταλλο ψύχεται και κρυσταλλώνεται και δημιουργείται σημείο συγκόλλησης. Για την καλή εκπαίδευσή του, η διαδικασία παροχής ρεύματος και παύσης βελτιστοποιείται. Σε συνδυασμό με έλεγχο πλάτους και αφαίρεση ηλεκτροδίων, αυτό επιτρέπει την επίτευξη υψηλής ποιότητας ενώσεων διαφόρων μετάλλων και κραμάτων.

Για τη διεξαγωγή συγκολλήσεων με μικροπλακίδια έχουν αναπτυχθεί πολλές τεχνολογίες που λαμβάνουν υπόψη διαφορετικές γωνίες κλίσης των πυρκαγιών πλάσματος, δημιουργώντας εγκάρσιους κραδασμούς για την καταστροφή οξειδίων, μετακίνηση του ακροφυσίου σε σχέση με την συγκόλληση που υφίσταται επεξεργασία και άλλες μεθόδους.

Συγκόλληση με πλάσμα σε μεσαία ρεύματα 50 ÷ 150 amp που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανική παραγωγή, στη μηχανολογία και στην επισκευή.

Υψηλά ρεύματα από 150 αμπέρ χρησιμοποιούνται για συγκολλήσεις πλάσματος που επεξεργάζονται βιομηχανικά κράματα και χάλυβες χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, κράματα χαλκού, τιτανίου, αλουμινίου. Σας επιτρέπει να μειώσετε το κόστος κοπής των άκρων, να αυξήσετε την παραγωγικότητα της διαδικασίας, να βελτιστοποιήσετε την ποιότητα των ραφών σε σύγκριση με τις μεθόδους ηλεκτρικών τόξων των αρθρώσεων.

Επίστρωση μετάλλων πλάσματος και ψεκασμός επιφάνειας

Τα επιμέρους τμήματα του μηχανήματος απαιτούν την παροχή επιφανειών υψηλής αντοχής ή ανθεκτικότητας σε υψηλές θερμοκρασίες ή επιθετικές συνθήκες. Για το σκοπό αυτό, επικαλύπτονται με ένα προστατευτικό στρώμα ακριβού μετάλλου με μεθόδους επεξεργασίας πλάσματος. Για το σκοπό αυτό, το προετοιμασμένο σύρμα ή σκόνη σε λεπτά κοκκία εισάγεται στο ρεύμα πλάσματος και ψεκάζεται σε τετηγμένη κατάσταση πάνω στην προς κατεργασία επιφάνεια.

Πλεονεκτήματα αυτής της μεθόδου:

• η ικανότητα του πλάσματος να τήκεται με οποιαδήποτε μέταλλα.

• την ικανότητα να αποκτούν κράματα διαφορετικών συνθέσεων και να δημιουργούν πολυστρωματικές επικαλύψεις.

• τη διαθεσιμότητα μορφών επεξεργασίας οποιουδήποτε μεγέθους ·

• ευκολία προσαρμογής των ενεργειακών χαρακτηριστικών των διαδικασιών.

Πλεονεκτήματα της συγκόλλησης πλάσματος

Η πηγή τόξου που δημιουργείται από τη συγκόλληση πλάσματος διαφέρει από τη συμβατική ηλεκτρική:

1. Μικρότερη περιοχή επαφής στο επεξεργασμένο μέταλλο.

2. μεγαλύτερη θερμική επίδραση λόγω της προσέγγισης σε κυλινδρικό σχήμα.

3. αυξημένη μηχανική πίεση του πίδακα στο μέταλλο (περίπου 6 ÷ 10 φορές).

4. Η ικανότητα να διατηρεί καύση τόξου σε χαμηλά ρεύματα, μέχρι 0,2 αμπέρ.

Για αυτούς τους τέσσερις λόγους, η συγκόλληση με πλάσμα θεωρείται πιο ελπιδοφόρα και πολλαπλών χρήσεων στην επεξεργασία μετάλλων. Παρέχει καλύτερη τήξη σε μειωμένη ένταση.

Το τόξο πλάσματος έχει τη μεγαλύτερη συγκέντρωση θερμοκρασίας και σας επιτρέπει να κόβετε και να συγκολλάτε μέταλλα με αυξημένο πάχος ακόμα και με ορισμένες αυξήσεις στην απόσταση από το ακροφύσιο του καυστήρα στο τεμάχιο εργασίας.

Επιπλέον, οι συσκευές συγκόλλησης πλάσματος διαφέρουν:

• σχετικά μικρές διαστάσεις.

• αξιοπιστία στην εργασία.

• απλότητα ρύθμισης της ισχύος.

• εύκολη εκκίνηση.

• γρήγορο τερματισμό του τρόπου λειτουργίας.

Μειονεκτήματα

Το υψηλό κόστος του εξοπλισμού περιορίζει τη γενικευμένη εισαγωγή της συγκόλλησης με πλάσμα σε όλες τις βιομηχανίες και στις μικρές επιχειρήσεις.