Принцип работы, области применения, плюсы и минусы, свойства плазменной сварки

Сравнительно недавно, на рынке появился новый тип соединения металлических деталей - это плазменная сварка.

Соединение металлических деталей, при помощи такого сваривания, стает все более распространенной.

Все это, благодаря тому, что плазма имеет высокий потенциал и эффективность выполненной работы. Разберем детально ее характеристики.

Общая характеристика

Реагируя на электрическую дугу, газ превратиться в плазму. Она возникает в наконечнике, его называют - плазмотрон.

Горелка, что используется для техники плазменного плавления, состоит из следующих компонентов: вольфрамовый электрод, трубки подачи газа и снижения температуры, а также само сопло плазмы.

Для сваривания деталей с толщиной более 9 мм, целесообразно применять именно такую сварку.

Есть некоторые сходства с дуговой, но лишь под воздействием плазмы можно достичь температуры около 30 тыс. градусов, в отличие от дуговой сварки, где максимальная температура в пределах 5-7 тыс. градусов.

Вот поэтому, часто применяется такое название, как «пламенно-дуговая сварка». С таким видом - возможно работать в различных помещениях, невзирая на пространственные ограничения.

По причине того, что только при использовании плазмы, достигается очень высокая температура плавления – ее используют со всеми группами металлов и их сплавов, как черных, так и цветных(титан, железо, медь, алюминий, и т.д).

Плазменную сварку широко используют во всех отраслях промышленности - авиационная, автомобильная, машиностроение, строительство. Без нее не обходится ни одно крупное предприятие.

Виды плазменной сварки, при применении электродов, которые не плавятся:

• с электрической дугой между объектом и электродом.
• с плазменной струей между наконечником плазмотрона и электродом.

Сила тока в каждом виде может быть:

• минимальная (до 25 А)
• средняя (до 150 А)
• высокая (более 150 А).

Ионизация рабочего газа это основа плазменной сварки. То есть, газ превращаясь в плазму достигает максимальной температуры, что и позволяет надежно соединить детали или наоборот сделать разрез.

Выделяют такие виды плазменной сварки:

• точный
• непрямой.

Остановимся на них более детально.

Плазменная сварка с точным способом сваривания

Это наиболее применяемый способ в промышленности. Реакция, которая происходит между электродом и поверхностью, возникает благодаря электрической дуге.

При работе с цветными металлами, нужно быть особенно внимательными, так как они имеют низкую температуру плавления (около 661 градуса). Поэтому, такие работы проводят под особым контролем, чтобы получить удовлетворительный результат.

К каждому сварочному аппарату прилагаются руководство пользователя, где указывается какую силу тока можно применять для разных групп металлов.

Так, плазменная сварка цветных металлов происходит с силой тока до 25 А, а черных металлов с высокой силой тока.

В дуге прямого способа реакция начинается с зажигания дуги с силой тока до 25 А, между соплом и деталью, в результате зажигается главная дуга, которая уже является прямой.

Электропитание происходит как от постоянного, так и переменного тока с прямой полярностью. Активация такой полярности происходит с помощью осциллятора.

Плазменная сварка с непрямым способом сваривания

Этот способ сварки имеет схожесть с точной сваркой. Разница лишь в том, что плазменная струя выходит из горелки, а образуется она между электродом и соплом. Важной деталью есть то, что газ имеет способность превращаться в плазму.

Он значительно увеличивает свои объёмы, более чем в 50 раз, это увеличивает скорости его выхода с аппарата. Энергия, которая образуется это мощный инструмент в сварочной деятельности.

Непрямое сваривание не сильно распространенное, тем не менее, имеет положительные характеристики:

• даже с минимальной силой тока можно достигнуть ритмичной работы;
• такой метод сокращает расход газа;
• распыление металла практически отсутствует.

Такой метод используют, не только доя сваривания поверхности, но и для резки металла. Но при резке металлических поверхностей не применяют инертный газ. Поэтому с уверенностью говорим то, что точное и непрямое сваривание похожи между собой.

На рисунке изображено процесс возникновения плазменной струи. Суть такого метода в том, что отрицательному заряду присоединяется вольфрамовый электрод, а сопло к положительному.

Так, при непрямом методе, возникает электрическая дуга между соплом и электродом. Чтобы зажечь дугу, применяют, ток, который воздействует на сопло. Плазменная сварка достаточно компактная, а ее масса около 10 кг.

Характеристики оборудования

Аппарат состоит из схем управления, выпрямителя тока и трансформатора. Дополнительно присоединяются баллоны с газом зажигания и газом резки.

Характерной особенностью является то, что такой тип аппаратов обязательно имеет емкость с охлаждающим веществом. Это вещество необходимо, так как температура при выполнении сварочных работ очень большая.

Существует огромный выбор таких аппаратов. Самый простой аппарат весит около 5 килограмм и очень прост в использовании.

Для более сложных работ, где нужны дополнительные функции (пайка, закалка поверхности стали, очистка металла от грибка, резка стекла) используют более дорогие аппараты.

Ценовые рамки очень разные, и могут составлять от 400 евро (до 12А) и до 2 тыс. евро (до 150 А).

Аппараты с мощностью свыше 150 А очень дорогие, а их цена может быть в пределах 15 тыс. евро. Дорогие аппараты, в основном, покупают большие предприятиями, так как сфера выполнения работ с металлом у них может быть разная.

И приобретать несколько инструментов нецелесообразно.

Положительным в работе таких аппаратов есть:

• большой КПД и короткое время на выполнение разного вида работ;
• при плазменной резке металлических поверхностей края получаются без засечек;
• работать можно с толстым металлом (до 1 см.);
• не образуется изгарина;
• возможно регулировать глубину провара металла;
• доступность в работе с аппаратом.

Но все же, существуют и минусы:

• высокие цены на аппараты;
• разряд сварщика должен быть 4 или выше;
• обязательность в контроле температуры при которой выполняется сварка / резка.

Подведем итог

Но если у сварщика есть 4 разряд и он профессионал в своем деле, можно зарабатывать высокую зарплату, так как такие мастера очень ценятся на крупных промышленных предприятиях.

Рекомендации квалифицированных пользователей:

• работу необходимо выполнять в специальной одежде и приводить в порядок свое рабочее место и сварочный аппарат;
• контролировать давление в баллонах для плазменных газов;
• при работе с цветными металлами сила тока должна не превышать 12А;
• плазмотрон должен быть продут и очищен от мусора;
• что бы научится работать с плазменной сваркой – начинать нужно с микро плазменной сваркой.