Процесс самодельной сварки: разновидности и технология. Плазменная сварка принцип работы
Самодельная сварка: плазменно-дуговая и воздушно-плазменная технологии
Промышленность развивается с высокой скоростью, это влечет возникновение новых методик, которые обретают популярность. В качестве одной из них выступает плазменная сварка, а также плавление металлов. Плазменную сварку используют при необходимости пайки нержавеющей стали и иных металлов. Данная технология предполагает локальное расплавление металла с помощью плазменного потока. Плазма — это ионизированный газ с заряженными частицами, способными проводить ток. Газ в момент нагрева ионизируется сжатой высокоскоростной дугой, поступающей из плазмотрона.
Плазменная сварка используется для пайки нержавеющей стали и иных металлов с помощью плазменного потока.
Принцип плазменной сварки
Процесс сжатия при самодельной сварке происходит за счет положения ее в плазмотроне, стенки которого активно охлаждаются водой.
В область плазменной дуги параллельно с сильным сдавливанием нагнетается плазмообразующий газ, который нагревается дугой, он ионизируется, а его объем становится больше в 100 раз.
Ионизированные частицы обладают кинетической энергией, дополняющей тепловую, образуемую в дуге осуществляемых электрических процессов.
Микроплазменная сварка
Схема плазменной сварки открытой и закрытой плазменной струей.
Микроплазменную разновидность сварки можно назвать одной из наиболее популярных. Технология предполагает применение малоамперных специсточников питания, работающих за счет постоянного тока. В процессе мастер пытается извлечь дежурную дугу, горящую бесперебойно между электродом и охлаждаемым соплом из меди.
После того как к элементам подходит плазмотрон, возникает главная дуга, получаемая от источника. Газ, способствующий образованию плазмы, поступает сквозь сопло плазмотрона диаметром до 1,5 мм.
Если процесс самодельной сварки осуществляется на средних показателях токах, то она является более эффективной из-за ограниченной поверхности площади нагревания и значительной мощи.
Если процесс производится при еще более высоком показателе тока, то на металл осуществляется еще большее воздействие. Подобные условия позволяют получить хорошее проплавление, а в ванне возникает отверстие.
Инструменты и материалы для проведения плазменной сварки:
- сварочный аппарат;
- электроды.
Плазменно-дуговая и воздушно-плазменная сварка
Схема работы воздушно-плазменной сварки.
Эта технология предусматривает сопряжение элементов за счет их нагревания посредством дуги, образуемой между электродом и поверхностью, над которой работает мастер. Тогда как если нагревание происходит между электродом и соплом резака, то возникшая дуга является неперемещаемой.
Защитная атмосфера образуется за счет высокотемпературного ионизированного газа вокруг электрода.
Воздушно-плазменный процесс — это резка с помощью интенсивного проплавления в области дуги. Расплавленный материал, на который воздействует струя сжатого воздуха, устраняется из области реза.
Сегодня сварка методом плазменной резки используется все чаще. Она применяется при необходимости работать не только с нержавейкой, но цветными металлами, а также их сплавами.
Технологию такой сварки сегодня с успехом используют вместо газовой, где требуется соединять элементы на основе стали толщиной в пределах 1-2 мм. В качестве источника теплоты сварки выступает дуга, температура которой может быть равна пределу до 50000°С.
Плазма возникает после поступления газа через столб электродуги. В ограниченном канале сопла этот столб оказывается под сильным гнетом, что влечет в нем довольно скорое и сильное увеличение показателей плотности.
Самодельная сварка по описанной технологии наиболее эффективна, если есть необходимость работать с тонколистовыми металлами. Сжатие дуги происходит поперечно, что влечет рост ее мощи.
Помимо того, что самодельная сварка по плазменной технологии сопровождается значительными температурными показателями, в качестве главных особенностей, отличающих от традиционной дуги плазменную, выступают:
- незначительный диаметр дуги;
- повышенное в 6-9 раз давление дуги на материал, если проводить сравнение с традиционным аналогом;
- возможность удержания дуги на незначительных показателях токов, ограниченных пределом от 0,2 до 30 А.
Перед тем как начинать самоделки, вы должны определить, какая сварка будет использоваться в работе — посредством дуги или струи. Первый метод предполагает образование дуги в области между элементом и электродом, второй вариант предусматривает возникновение струи между соплом и электродом. Наиболее популярна в последнее время именно первая схема.
moyasvarka.ru
Плазменная сварка принцип работы
пер.Каштановый 8/14 51100 пгт.Магдалиновка
Nikolaenko Dmitrij
Плазменная сварка принцип работы
Плазменная сварка принцип работы 
Плазменная сварка, принцип работы которой описан ниже, применяется для сваривания металлов любой температуры плавления, хотя рекомендовано использовать технологию для работы с тугоплавкими сплавами. Один и тот же аппарат успешно справляется как со свариванием, так и с резкой, поэтому это достаточно универсальный инструмент и технология, благодаря чему она и получила широкое распространения в промышленности и бытовых условиях.
Принцип работы плазменной сварки основан на локальном разогреве металла потоком плазмы, которая генерируется в плазмотроне. Плазма представляет собой ионизированный газ, который под давлением выбрасывается через сопло плазмотрона. В этом газе содержаться заряженные частицы, которые отличаются способностью проводить электрический ток. Процесс ионизации газа производится непосредственно в плазмотроне под воздействием сжатой электрической дуги высокой мощности.
Температура генерируемой плазмы находится в пределах от 5 000 — 30 000 градусов по шкале Цельсия, чего достаточно, чтобы расплавить любой тугоплавкий металл. Важно отметить, что на «выходе», обычный, бытовой плазменный аппарат способен выдать до 7 000 градусов Цельсия. При соблюдении ряда технологических требований и создании должных условий, с помощью плазмы возможно сваривание металлических и не металлических деталей.
На чем работает сварка этого типа?
Не смотря на внушительные характеристики, приведенные выше, плазменная сварка, принцип работы которой не сложен, достаточно проста в устройстве и обслуживании. Как упоминалось выше, в этой технологии применяется направленная плазменная дуга, генерируемая подаваемым электрическим током требуемой сил (А). В свою очередь плазменная дуга образуется из так называемой «дежурной» (обычной). Основными характеристиками установки является следующие три качества:
- Минимальный диаметр плазменной струи;
- Высокая мощность;
- Высокие рабочие температуры.
Перечисленные характеристики вносят свои корректировки и в саму конструкцию, что вполне логично (можно читать и наоборот). Для достижения описанных выше характеристик, обязательным образом выполняются следующие условия:
- Интенсивное охлаждение стенок плазмотрона производится непрерывно;
- Используется не плавящийся вольфрамовый электрод, производимый с присадками тория;
- Обязательно организуется защита электрода путем подачи инертного газа (аргона).
Плазменная сварка принцип работы или как с ней работать?
Плазменная сварка принцип работы которой заключается в следующих действиях, имеет высокую производительность и качество сварных соединений. Итак, вот основополагающие принципы сваривания металлов плазменной сваркой:
- сварочный аппарат передает ток в плазмотрон, где возбуждается дуга. Затем подводится газ, образующий плазму. Газ нагревается дугой и ионизируется. Этот газ состоит из заряженных ионов и электронов, а также нейтральных молекул и атомов;
- получается плазма, которая вырывается из горелки со скоростью более 2000 км/ч. Она имеет температуру 100000 С;
- сжатие плазменной дуги происходит устройством плазмотрона, которое охлаждается водой;
- после этого необходимо взять присадочную проволоку, одеть средства защиты и подвести сопло горелки к стыку детали на расстоянии 5 мм. Горелку держать под углом 70<sup>0</sup>;
- поверхность нагревать до расплавления на стыке и образования сварной ванны. Для качественной сварки необходимо поддерживать одно расстояние между соплом и стыком детали. Выбрать скорость перемещения горелки такой, при которой не будет происходить выдувания металла. При необходимости используется присадочная проволока.
Такая технология плазменной сварки металла позволяет качественно производить соединение деталей с наименьшими затратами времени, энергии и ресурсов. Процесс практически аналогичен и для использования этой технологии как на производстве, так и в бытовых условиях.
Опубликовано/отредактировано: 2018-01-24
metallsmaster.ru
схема, принцип работы, преимущества и отличия от других видов сварки
Плазменная сварка (PAW - Plasma Arc Welding) – это сварка плавлением металла, нагрев которого проводится направленным потоком сжатого ионизированного газа (плазмы).
Данная технология известна еще с советских времен - 80-х годов прошлого столетия, существенное развитие получила на Западе и за время своего существования претерпела множество изменений в лучшую сторону.
Так, например, источники стали производить инверторными, программируемыми, плазматроны заметно уменьшились в габаритах, технологические возможности расширились, сильный шум, который присутствовал раньше при сварке, отсутствует.
Промышленный источник плазменной сварки состоит из двух инверторов – вспомогательного и основного. Именно это является в том числе причиной, почему плазменные источники дороже аргонодуговых. НО при этом они имеют большие преимущества по сравнению с TIG сваркой.
Схема классического промышленного аппарата плазменной сварки
Вспомогательный инвертор зажигает дугу между вольфрамовым электродом и соплом, которая затем выдувается, и в работу включается основной инвертор, который уже обеспечивает поддержание и регулировку сварочного процесса. Именно благодаря наличию малоамперной 3-15 А вспомогательной дуги поджиг осуществляется на плазме всегда стабильно в отличие от аргонодуговой TIG сварки. Особенно это заметно при сварке алюминия и при сварке/пайке оцинкованных сталей, где при ТИГ сварке электрод разрушается и загрязняется, а при плазме стойкость электрода в 30-40 раз выше, т.к. электрод «спрятан» за плазменным соплом и помимо этого обдувается сжатым газом аргоном.
Благодаря наличию плазменного сопла и подачи сжатого газа аргона, сварочная дуга сжимается, становится узконаправленной, а не свободно горящей как при ТИГ, поэтому иногда плазменную сварку называют «аргонодуговая сварка сжатой дугой». Из-за того, что дуга при TIG сварке является свободной, при ТИГе существуют проблемы, когда при нахлесточном шве дуга переходит на верхнюю кромку, то же происходит и при стыковой сварке, когда один лист в зажатом состоянии выше другого, в этом случае - прожог или непровар. При плазме прожога или непровара не происходит из-за сжатой дуги.
По сути дела, говоря простым языком, плазменная сварка – это доработанная аргонодуговая сварка.
По качеству плазменная сварка по праву занимает положение между аргонодуговой и лазерной сваркой.
Отличия от других видов сварки
Главные отличия плазменной сварки от аргонодуговой и полуавтоматической МИГ/МАГ наглядно показаны на рисунке. Применение плазменной сварки помогает решить такие вопросы как образование брызг и пор, непровар и большой расход сварочной проволоки, повреждение электрода и коробление изделия.
Виды плазменной сварки
Свариваемые материалы
- нержавеющие стали- низкоуглеродистые стали- оцинкованные стали- титан- медь, бронза, латунь- сплавы алюминия (для источника PMI 350AC)- для оцинкованных сталей также возможен процесс плазма-пайки
Преимущества технологии плазменной сварки
- повышение производительности процессов сварки в 2-3 раза,
cкорость сварки до 4 м/мин; - повышение качества сварочных швов, швы более узкие, можно варить с усилением и без;
- отсутствие брызг в отличие от полуавтоматической МИГ/МАГ сварки и большая экономия на сварочной проволоке, т.к. варим без разделки и ток и скорость подачи проволоки при плазме – независимы;
- малая зона термического влияния, благодаря механическому сжатию плазменным соплом, вследствие этого незначительный нагрев основного металла и минимизация коробления после и во время сварки;
- глубокое проплавление в стыковом соединении, сварка проникающей дугой без разделки до 8 мм. По сравнению с МИГ и ТИГ плазменная сварка не имеет конкурентов по качеству и производительности на диапазоне толщин от 3 до 8 мм;
- гладкая поверхность швов, не требующая дополнительной обработки;
- высокая надёжность зажигания основной дуги благодаря наличию вспомогательной;
- отсутствие включений вольфрама в сварном соединении;
- высокая стойкость расходных материалов.
Более подробно о применении и преимуществах плазменной шовной и плазменной точечной сварки можно прочитать в статьях:
«Плазменная шовная сварка: особенности и преимущества шовной плазменной сварки при сварке различных материалов»
«Плазменная точечная сварка: особенности, преимущества и применение»
awg-tech.ru
Плазменный сварочный аппарат – как он творит чудеса?
Что такое плазменная сварка?
Чтобы разобраться с этим термином, нужно понять, что такое плазма. Ионизированный газ, который состоит из нейтральных атомов и электрически заряженных ядер и электронов, называется плазмой. На сегодняшний день этот вид сварки считается наиболее качественным и прогрессивным. Он широко используется во всех сферах промышленности.
Этот метод можно применять для пайки, для сварки тугоплавких листовых металлов толщиной до 1 мм, для сварки металлов с неметаллами, для резки. Поскольку используется сварочный аппарат, плазма которого отличается очень высокой температурой и широким спектром технологических свойств, то такой вид сварки имеет ряд преимуществ перед другими технологиями.
Оборудование для плазменной сварки
Плазменная сварка характеризуется повышенной производительностью, более высокой стабильностью горения дуги, небольшой зоной термического влияния, более низкой деформацией при сварке, пониженным расходом защитных газов. Оборудование для плазменной сварки гораздо компактнее, что заметно повышает мобильность и скорость сварочных работ. Присутствие водорода в плазменной струе улучшает качество сварного шва, но, в то же время, водород чрезвычайно взрывоопасен.
Плазматрон для сварки имеет пониженный ресурс работы сопла из-за высокой теплопроводности дуги. Это, пожалуй, все недостатки. Аппарат для плазменной сварки бывает двух видов: с дугой прямого действия и косвенного. Поскольку плазменная дуга аппарата прямого действия имеет цилиндрическую форму и совмещена со столбом струи, такие аппараты отличаются повышенной тепловой мощностью и температурой дуги, а также более эффективной системой охлаждения.
КПД таких плазматронов гораздо выше, чем у аппаратов с дугой косвенного действия, за счет привлечения дополнительного тепла при сваривании посредством электрического тока. Вследствие этого, такие устройства следует применять при резке, сварке, наплавке, а аппараты с дугой косвенного действия – для нагрева или напыления.
Современный взгляд на сварочные работы
Проводившиеся исследования по использованию малоамперных дуг для сварки привели к появлению технологии микроплазменной сварки. Она использует малоамперные токи, горящие в импульсном режиме, и применяется для сваривания тонколистовых материалов. Микроплазменный сварочный аппарат использует вольфрамовый электрод, который рассчитан на токи малой силы, что характеризуется малым тепловыделением, и металл не прожигается. Таким способом можно сваривать листы меди, титана, тантала, молибдена и даже золота толщиной 0,03-0,8 мм.
Такая сварочная технология применяется в атомной, газовой, медицинской, электронной и других отраслях. Судя по всему, эта технология так и будет чуть ли не единственным способом соединения тонколистовых металлов в течение ближайших десятилетий.
Технология описываемой сварки сопряжена с особой опасностью поражения электрическим током высокого напряжения, что может привести к судорогам мышц и остановке сердца. Чтобы этого избежать, следует носить защитную спецодежду и соблюдать правила техники безопасности. Сварочный аппарат не должен иметь изоляционных дефектов. При сварочных работах возникает очень яркий свет, поэтому для защиты глаз необходимо надевать защитный щиток.
ogodom.ru
Что такое плазменная сварка и где она применяется? :: Вопрос
Сварка один из технологических процессов который применяется при ремонте, монтировании и реконструкции оборудования. Исправная работа оборудования напрямую зависит от качества сварки. Ведь если при сварке доменных ферм где-то получился слабый шов, то он обязательно прорвется, что приведет к остановке доменной печи или того хуже к гибели людей. В последнее время на место старой технологии сварки стали приходит все более новые, одна из них – плазменная сварка. Для того чтобы понять, что такое плазменная сварка, сначала нужно разобраться с тем, что такое плазма. Плазма, по определению - это ионизированный газ, т.е. поток ядер и электронов, не связанных между собой. Как известно, отрицательно заряженный электрон и положительно заряженное ядро взаимно притягиваются под действием кулоновских сил. Для того, чтобы оторвать все электроны от ядер, нужно сообщить веществу огромную энергию - либо нагреть до высокой температуры, либо разогнать до высокой скорости и "ударить" обо что-нибудь Плазменная сварка - это сварка плавлением, при которой нагрев проводится направленным потоком дуговой плазмы. Такая сварка основана на разогреве рабочего газа, его ионизации и выпуске тонкой струёй на рабочую поверхность через наконечник плазмотрона. Можно дать ёще одно определение: Плазменная сварка - сварка сжатой дугой, - сварка плавлением, при которой нагрев соединяемых деталей производят дугой, сжатой потоком газа или внешним магнитным полем. Выполняется плазматронами. При сжатии дуги повышается концентрация энергии, температура столба, и уменьшается пятно нагрева по сравнению со свободно горящей дугой. Плазменная сварка основана на работе генератора плазмы, или плазмотрона. Плазмотроны бывают высокочастотные и дуговые. Под действием сильного электрического тока газ ионизируется, и затем используется для сварки. На сегодняшний день пламенная сварка является одним из наиболее прогрессивных, качественных и быстрых способов сварки. Она широко используется в авиа- и автомобилестроении, приборостроении, химическом машиностроении и других сферах промышленного производства. Применение плазменной сварки - это путь к новому технологичному уровню производства, высокой степени автоматизации производственного процесса, экономичности и превосходному качеству выпускаемых изделий. Преимущество плазменной сварки состоит в том, что она не подвергает опасности сварщика, когда тот работает за аппаратом. Аппарат по плазменной сварке совершенно безопасен и экономичен по сравнению с другими аппаратами, которые используют в работе баллоны с кислородом, пропаном или ацетиленом. Использование плазменной сварки позволяет не только вывести производство на совершенно новый уровень, но и заметно повысить экономичность и мобильность сварочных работ.
blogstroiki.ru
