Технология и принцип работы плазменной сварки

Плазменная сварка – это, наверное, наиболее высокотехнологичный способ соединения металлов и других материалов. Многие специалисты уверены – это самый идеальный из ныне существующих методов.

Принцип работы

Плазменную сварку применяют как для создания неразъемного соединения, так и для резки металлов, толщина которых не превышает одного миллиметра. При этом допустимо даже соединять разнородные материалы.

Читайте также: Как правильно пользоваться резаком

В основе метода лежит использование особой плазмы, обеспечивающей локальное расплавление обрабатываемых деталей. Применяемый поток – это подверженный ионизации газ, содержащий заряженные токопроводящие частицы. Благодаря этому возникает чрезвычайно высокая температура – до 30 000 градусов!

Ионизация газа происходит в процессе нагрева предварительно сжатой электродуги, выходящей из особого устройства – плазмотрона. У данного метода есть определенное сходство с аргоновой сваркой. Правда, последняя не способна поддерживать температуру выше 5 000 градусов. Дуга, применяемая в плазменной технологии, преобразуется из привычной электрической. Ее основные достоинства:

• мощность, не имеющая аналогов;
• высокая температура;
• минимальный диаметр потока.

Благодаря этому в значительной мере усиливается воздействие на материал.

Плазменная сварка обеспечивается выполнением ряда условий:

• защита электрода инертным газом;
• интенсивное охлаждение плазмотрона;
• использование вольфрамового неплавкого электрода с ториевой присадкой.

Аппарат может функционировать как на постоянном, так и на переменном токе.

Читайте также: Какой должна быть подготовка металла под сварку

Плазменная сварка – описание процесса

Зажженная дежурная электродуга сжимается в плазмотроне, куда поступает под давлением инертный газ. Как правило, речь идет об аргоне. В конечном итоге рабочая область устройства разогревается до 50 тысяч градусов, из-за чего газ расширяется и выходит из небольшого отверстия на значительной скорости.

В итоге дополняющие друг друга кинетическая и тепловая энергии создают очень сильный поток. Струя плазмы без труда расплавляет металл и образует шов или разрез.

Применяемые в настоящее время технологии имеют в целом единственное отличие – рабочий ток. Существуют аппараты:

• малой мощности;
• средней;
• высокой.

В рабочую зону газ подается по двум независимым коммуникациям. Одна струя служит для образования плазмы, а вторая помогает защищать обрабатываемую поверхность от кислорода.

Автоматическая и ручная плазменная сварка

Если обработка металла (как черного, так и цветного) производится в малых объемах, то применяют ручные аппараты. В этом случае специалист подводит сопло к поверхности материала и одновременно подает в ванну присадочную проволоку. Расплавление последней и обеспечивает создание шва большой крепости.

Автоматическая сварка более востребована в промышленности, где требуется скорость и точность. В зависимости от типа обрабатываемых деталей, используются специализированные аппараты. На сегодняшний день есть устройства, помогающие скреплять:

• трубы и плоские элементы;
• однопроходные, с автоматизированной подачей присадки;
• многопроходные;
• применяющие флюсы и пр.

Плазменная сварка – нюансы

Помните, имея дело с плазменной сваркой, необходимо соблюдать технику безопасности:

• носить маску;
• использовать специальный костюм и перчатки-краги;
• устроить на месте работ принудительную вентиляцию.

Чтобы обычная электродуга стала плазменной, необходимо выполнить всего две процедуры:

• сжать ее;
• обеспечить вдув образующего плазму газа.

В качестве последнего, как ранее уже отмечалось, применяют аргон. Иногда используют его с добавками:

• водорода;
• гелия.

Причем аргон служит и для создания защитного пузыря над ванной. Во всех случаях – электроды вольфрамовые. Плазмотрон, внутри которого происходит сдавливание дуги, необходимо постоянно охлаждать проточной водой. Это приводит к поперечному сужению сопла (за счет сжатия металла) и росту мощности.

Еще одним достоинством рассматриваемого метода является возможность создания дуги на сравнительно малых токах – до 30 ампер.

Технология выполнения работ

Перед началом необходимо подготовить свариваемые элементы:

• тщательно зачистить края;
• убрать все царапины, разрывы и неровности (наждаком или напильником);
• запитать аппарат и пустить газ;
• выбрать ток в зависимости от толщины металла;
• включить горелку;
• поднести ее на расстояние от 3 до 5 миллиметров к детали;
• при возникновении дуги начать сварку (для чего следует нажать кнопку плазмотрона);
• работы производят со средней скоростью;
• по завершении процесса горелку отключают и охлаждают водой.

Микроплазменная сварка

На сегодняшний день эта разновидность становится все популярнее. Чем она отличается от обычной плазменной сварки? Низкими токами – до 25 ампер. Применяется она обычно в ситуации, когда требуется соединить тонкие детали (0,025-0,8 миллиметра).

Готовый мини-аппарат нетрудно приобрести или изготовить своими руками – в Сети есть немало подходящих схем и подробнх инструкций, потому останавливаться на этих моментах мы не будем.

О большей мере микроплазменную сварку применяют для материалов с трудом соединяемых подобными методами. Это может быть:

• алюминий;
• титан;
• пластик;
• специальные ткани.

Благодаря миниатюрности плазмотрона, струя получается очень тонкой и напоминает иголку. Это позволяет соединять детали практически незаметными швами. При этом из-за небольшой площади ванны почти всегда удается избежать деформации материала. Здесь позволительно использовать постоянный ток или импульсный режим.

Основные достоинства микроплазменного способа:

• соединение очень тонких элементов;
• устойчивая дуга, которая обеспечивает высокое качество работы вне зависимости от квалификации мастера;
• способность спаивать ткани и пластмассы;
• легкая автоматизация процесса.

Недостатки:

• быстрый износ горелок;
• малая мобильность из-за газовых баллонов.