Установки для плазменной сварки. Ручная плазменная сварка
Плазменная сварка и применение роботизированных систем
Рекомендуем приобрести:
Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек - в наличии на складе! Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.
Сварочные экраны и защитные шторки - в наличии на складе! Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор. Доставка по всей России!
Плазменная сварка является сегодня одной из самых высокопроизводительных, что делает ее востребованной в различных отраслях промышленности. Применяемая при этом плазменная дуга представляет собой мощный и весьма гибкий инструмент, позволяющий добиваться высокой скорости и качества работ на фоне относительно небольших затрат. Таким образом, плазменная сварка – неплохая альтернатива лазерному и электронно-лучевому способам как более сложным и дорогим.
Что такое плазменная сварка?
Плазма представляет собой газ, который частично или полностью ионизирован. В его составе также содержатся электрически заряженные электроны и нейтральные молекулы и атомы. В сравнении с обычной дугой плазменная дуга имеет более высокую температуру и обладает более значительным запасом энергии. Чтобы повысить температуру и мощность обычной дуги, превратив ее в плазменную, необходимо: 1) сжать дугу; 2) принудительно вдуть в нее плазмообразующий газ.
Процесс сжатия дуги осуществляется в плазмотроне (специальном устройстве, стенки которого интенсивно охлаждаются водой). В результате достигается уменьшение поперечного сечения дуги и возрастает количество энергии на единицу площади – то есть ее мощность. Сравним: если температура обычной дуги, горящая в атмосфере аргона и паров железа, составляет от 5 до 7 тысяч градусов по Цельсию, то аналогичный показатель плазменной дуги на порядок выше и достигает 30 тысяч градусов.
Вдувание плазмообразующего газа в область дуги осуществляется одновременно со сжатием последней. Дуга его нагревает, в ходе чего он ионизируется. Результатом теплового расширения газа становится его увеличение в объеме от 50 до 100 раз, что заставляет его с высокой скоростью истекать из сопла плазмотрона. При этом в дуге выделяется тепловая энергия, которая дополняется кинетической энергией движущихся ионизированных частиц плазмообразующего газа. Вот почему плазменная дуга – это более мощный (в отличие от обычной дуги) источник энергии.
«Плазма» и ее разновидности
Существует три разновидности плазменной сварки: 1) микроплазменная, 2) на средних токах, 3) на больших токах. Разница между ними – в силе тока: в первом случае I св равно 0,1–25А, во втором – 50–150А, а в третьем 1 св превышает 150 А.
Микроплазменная сварка. Высокая степень ионизации газа в плазмотроне позволяет плазменной дуге гореть даже при весьма незначительных уровнях тока (начиная от 0,1 А). Это позволяет использовать микроплазменную сварку в качестве эффективного способа для сварки изделий небольшой толщины (в пределах 0,05-1,5 мм). Преимущества малоамперной сжатой дуги – энергия высокой концентрации и иглоподобной форма вкупе с малой зоной термического влияния. Все эти факторы способствуют снижению показателей деформации изделий, если сравнивать с аргонодуговой сваркой, на 25-30%.
Возможности микроплазменной сварки таковы, что позволяют сваривать тонкие листы цветных металлов, а также никеля, циркония и титана, нержавеющей стали, сплавов золота и серебра. Она же нашла свое успешное применение в области производства тонкостенных емкостей и труб, при приварке к массивным деталям сильфонов и мембран, соединении термопар, фольги. Трудно переоценить возможности микроплазменной сварки в производстве электроники и медицинского оборудования, изготовлении ювелирных изделий.
Плазменная сварка на средних и больших токах. Эти разновидностиво многом идентичны аргонодуговой сварке с вольфрамовым электродом. Вместе с тем они значительно эффективнее, поскольку имеют более высокую мощность дуги, а площадь нагрева при этом ограничена.
Если сравнивать плазменную дугу с обычной дугой и лазерным либо электронным лучом, то она по своим энергетическим характеристикам находится в промежуточном положении между ними. Обеспечивая в отличие от обычной дуги (и это при меньшей ширине шва!) более глубокое проплавление. Сварочные работы могут осуществляться как с применением присадочной проволоки, так и без нее.
Плазменная сварка на токах более 150A, будучи эквивалентной 300-амперной дуге сварки неплавящимся электродом, оказывает на металл еще большее силовое воздействие. Данный способ называют «сваркой проникающей дугой», поскольку при нем свариваемые элементы полностью проплавляются по толщине и образуется небольшое отверстие. Через него происходит удаление раскаленных газов и пара за нижние края свариваемых элементов. Расплавленный дугой металл при стекании по стенкам свариваемых элементов удерживается на них силами поверхностного натяжения. Подобная технология позволяет обходиться без применения подкладок.
Способ сварки проникающей дугой на токах от 100 до 300 ампер особенно эффективен при сварке металлических поверхностей с повышенным натяжением – к примеру, нержавеющей стали и титановых сплавов толщиной 3-15 мм.
Плазменная сварка с использованием роботов
Максимальная производительность и качество плазменной сварки возможны только в том случае, если используются автоматические системы и комплексы, поскольку высокая скорость сварочного процесса накладывает свои ограничения при ее использовании в ручном режиме (исключение – микроплазменная сварка).
Плазменная технология широко применяется для сваривания на стыковых соединениях продольных либо кольцевых швов различных изделий из нержавеющей стали, сплавов из алюминия и титана. Использование здесь соответствующих автоматических установок представляет собой идеальное технологическое решение, так как на них можно осуществлять сварку, не обрабатывая предварительно кромки материалов и металлов с ограниченной свариваемостью. При этом обеспечиваются как высокая производительность, так и качество получаемого продукта.
Новые возможности плазменной сварки
Если говорить о востребованности технологии плазменной сварки, то большую распространенность она получила при производстве трубопроводного оборудования, а также в нефтехимической промышленности. Совместное применение сварки проникающей дугой и сварочных колонн консольного типа дает отличные результаты, а именно: обеспечиваются высокая производительность и качество в процессе изготовления реакторов, теплообменников, емкостей и ряда других изделий из низко- и высоколегированных видов стали, в том числе и алюминия.
Благодаря современным роботизированным технологиям применение плазменной сварки получает поистине новые возможности. Ведь сложные сварные соединения, прежде выполнявшиеся только вручную, теперь отданы «на откуп» роботизированным системам и, как показывает практика, они справляются с этими задачами более чем успешно. Использование роботов позволяет добиться высокой скорости и точности при выполнении операций, что позволяет плазменной сварке выходить на новую, более эффективную степень производительности.
По материалам: Высокопроизводительные сварочные системы на основе плазменных процессов
www.autowelding.ru
Установки для плазменной сварки : примеры, характеристики
Темы: Плазменная сварка, Сварочное оборудование.
Рассмотрим две распространенные установки для плазменных процессов.
Установки для плазменной сварки выпускают двух типов:
- для ручной сварки УПС-301;
- для механизированной сварки УПС-503.
Техническая характеристика установок представлена в таблице ниже:
| Параметры | УПС-301 | УПС-503 |
| Номинальная сила рабочего тока, А | 315 при ПВ-60% | 500 при ПВ-100% |
| Сила тока, А | 50... 315 | 100... 500 |
| Напряжение, В: | ||
| холостого хода | 80 | 80 |
| рабочее | 20... 40 | 20... 40 |
| Потребляемая мощность, кВ А | 25 | 50 |
| Расход газа (аргона), л/ч: | ||
| плазмообразующего | 70... 120 | 100... 250 |
| защитного | 500... 1000 | 600... 1500 |
| Расход охлаждающей воды при давлении на входе | ||
| 0,25 МПа, л/ч | 75 | 240 |
| Скорость движения самоходной головки, м/ч | — | 5... 100 |
| Диаметр присадочной проволоки, мм: | ||
| стальной | — | 1... 3 |
| алюминиевой, медной | — | 2... 3 |
| Габаритные размеры, мм: | ||
| источника питания | 870x680x1050 | (700х670х880)х2 |
| колонный с направляющей | — | 3450x2000x2800 |
| пульта управления | 340x380x520 | — |
| шкафа управления | — | 460x630x2600 |
| Масса, кг, не более | 325 | 2900 |
Рис.1. Установка для плазменной сварки УПС-301
УПС-301 - установка для плазменной сварки на постоянном токе прямой полярности меди и ее сплавов толщиной 0,5-3мм; коррозионно-стойкой стали толщиной 0,5-5 мм и на постоянном токе обратной полярности алюминия и его сплавов толщиной 1-8мм; может быть использована для ручной аргоно-дуговой сварки.Наличие переносного пульта позволяет приблизить его к сварщику, облегчает зажигание дуги, настройку расхода газа и силы сварочного тока. Установка обеспечивает работу в трех режимах: непрерывном, импульсном, точечном. Длительность импульса и паузы регулируется в пределах 0,1-1с.
УПС-503 - установка для плазменной сварки в среде инертных газов на постоянном токе прямой полярности меди и ее сплавов, коррозионно-стойкой стали толщиной 3-6 мм и на постоянном токе обратной полярности алюминия и его сплавов толщиной 5-16 мм.
В качестве примера специализированной установки для плазменной сварки можно привести трубосварочный стан ЛДГ-43, созданный для производства сварных прямошовных особо тонкостенных труб из коррозионностойкой стали. Техническая характеристика стана приведена ниже.
Свариваемые толщины, мм: 0,17-0,25Диаметр свариваемых труб, мм: 4-10Скорость сварки, м/ч: 420-720Сила сварочного тока, А: 20-100Расход плазмообразующего газа (аргона), л/мин: 4-7Расход защитного газа (аргона), л/мин: 2-4Потребляемая мощность, кВт: 8Габаритные размеры, мм: 5240 х 2630 х 1630Масса, кг.: 2500
Основа стана — трубосварочный автомат, состоящий из формирующего устройства, сварочной камеры с размещенной в ней плазменной горелкой и тянущего устройства. В состав стана также входят бухторазматыватель ленты и бухтонаматыватель сваренной трубы.
Другие материалы относящиеся к темам "
Установки для плазменой сварки
" :
- < Плазменный сварочный аппарат "Горыныч", подборка видео
- Установки для плазменной наплавки : примеры, характеристики >
weldzone.info
Плазменная сварка и наплавка
Темы: Плазменная сварка, Наплавка, Технология сварки.
Предложения участников по теме
Плазменная сварка и наплавка
:
Еще страницы по теме Плазменная сварка, наплавка
Плазменная сварка и наплавка является наиболее прогрессивным способом восстановления изношенных деталей машин и нанесения износостойких покрытий (сплавов, порошков, полимеров,…) на рабочую поверхность при изготовлении деталей.
Плазмой называется высокотемпературный сильно ионизированный газ, состоящий из молекул, атомов, ионов, электронов , световых квантов и др.
При дуговой ионизации газ пропускают через канал и создают дуговой разряд, тепловое влияние которого ионизирует газ, а электрическое поле создает направленную плазменную струю. Газ может ионизироваться также под действием электрического поля высокой частоты. Газ подается при 23 атмосферах, возбуждается электрическая дуга силой 400-500 А и напряжением 120-160 В Ионизированный газ достигает температуры 10-18 тыс.оС, а скорость потока - до 15000 м/сек. Плазменная струя образуется в специальных горелках - плазмотронах. Катодом является неплавящий вольфрамовый электрод.
В зависимости от схемы подключения анода различают (см.рис.1) :
1. Открытую плазменную струю (анодом является деталь или пруток). В этом случае происходит повышенный нагрев детали. Используется эта схема при резке металла и для нанесения покрытий.
2. Закрытую плазменную струю (анодом является сопло или канал горелки). Хотя температура сжатой дуги на 20 …30% в этом случае выше, но интенсивность потока ниже, т.к. увеличивается теплоотдача в окружающую среду. Схема используется для закалки, металлизации и напыливания порошков.
3. Комбинированная схема (анод подключается к детали и к соплу горелки). В этом случае горят две дуги, Схема используется при наплавке порошком.
Рис.1. Схема плазменной сварки открытой и закрытой плазменной струей.
Наплавку металла можно реализовать двумя способами :1-струя газа захватывает и подает порошок на поверхность детали;
2-вводится в плазменную струю присадочный материал в виде проволоки, прутка, ленты.
В качестве плазмообразующих газов можно использовать аргон, гелий, азот, кислород, водород и воздух. Наилучшие результаты сварки получаются с аргоном.
Достоинствами плазменной наплавки являются :
1. Высокая концентрация тепловой мощности и возможность минимальной ширины зоны термического влияния.
2. Возможность получения толщины наплавляемого слоя от 0,1 мм до нескольких миллиметров.
3. Возможность наплавления различных износостойких материалов (медь, латунь, пластмасса) на стальную деталь.
4. Возможность выполнения плазменной закалки поверхности детали.
5. Относительно высокий К. П. Д. дуги (0.2-0.45).
Очень эффективно использовать плазменную струю для резки металла, т.к. газ из-за высокой скорости очень хорошо удаляет расплавленный металл, а из-за большой температуры он плавится очень быстро.
Установка (рис. 2.) состоит из источников питания, дросселя, осциллятора, плазменной головки, приспособлений подачи порошка или проволоки, системы циркуляции воды и т.д.
Для источников питания важно выдержка постоянным произведение J U, т.к. мощность определяет постоянство плазменного потока. В качестве источников питания применяют сварочные преобразователи типа ПСО - 500. Мощность определяется длиной столба и объемом плазменной струи. Можно реализовать мощности свыше 1000 кВт.
Подача порошка осуществляется с помощью специального питателя, в котором, вертикально расположенный, ротор лопатками подает порошок в струю газа. В случае использования сварочной проволоки подача ее выполняется аналогично как и при наплавке под слоем флюса .
Путем колебания горелки в продольной плоскости с частотой 40-100 мин -1 за один проход получают слой наплавленного металла шириной до 50 мм. У горелки имеется три сопла : внутреннее для подачи плазмы, среднее для подачи порошки и наружное для подачи защитного газа.
Рис.2. Схема плазменного наплавления порошка.
При наплавке порошков реализуется комбинированная дуга, т. е. одновременно будут гореть открытая и закрытая дуги . Регулировкой балластных сопротивлений можно регулировать потоки мощности на нагрев порошка и на нагрев и оплавление металла детали. Можно добиться минимального проплавления основного материала, следовательно будет небольшая тепловая деформация детали.
Поверхность детали необходимо готовить к наплавке более тщательно чем при обычной электродуговой или газовой сварке, т.к. при этом соединение происходит без металлургического процесса, поэтому посторонние включения уменьшают прочность наплавленного слоя. Для этого производится механическая обработка поверхности (проточка, шлифование, пескоструйная обработка,...) и обезжиривание. Величину мощности электрической дуги подбирают такой, чтобы сильно не нагревалась деталь, и чтобы основной металл был на грани расплавления.
- < Плазменная сварка
weldzone.info
