Paano inayos ang gumagana ng plasma ng welding at gumagana

Ang plasma sa pisika ay ang ika-apat na estado ng bagay pagkatapos ng solid, likido, at mga gas na form, kapag ang bahagyang o kumpletong ionization ng daluyan mula sa dati na neutral na mga molekula at atoms ay nangyayari, napapailalim sa kondisyon ng quasineutrality: ang dami ng density ng lahat ng sisingilin na mga particle ay pantay.

Sa teknolohiya ng hinang, ang mga sumusunod na katangian ng mababang temperatura (mas mababa sa isang milyong degree na scale Kelvin) ay ginagamit:

• napakataas na conductivity ng koryente;

• ang malakas na impluwensya ng mga panlabas na magnetic field sa daloy ng mga alon sa loob nito, na nag-aambag sa pagbuo ng mga jet at layer;

• pagpapakita ng mga kolektibong epekto, na ipinahayag ng namamayani ng magnetic at electric pwersa sa paglipas ng gravitational.

Mga prinsipyo para sa paglikha at pagpapatakbo ng mga sulo ng plasma

Sa pamamaraang ito ng hinang, ang mapagkukunan ng pagpainit ng mga metal sa natutunaw na punto ay isang plasma ng arko ng ionized gas, na nakadirekta sa tamang direksyon. Ginagawa ito ng isang espesyal na aparato na tinatawag na isang plasmatron o sulo ng plasma.

Pag-uuri ayon sa uri ng arko

Sa pamamagitan ng prinsipyo ng operasyon, ang plasmatron ay maaaring maging direkta o hindi direktang aksyon.

Sa unang kaso, ang potensyal na pagkakaiba ng panlabas na larangan ng generator, na lumilikha ng mga kondisyon para sa pagbuo ng isang arko, ay inilapat nang direkta sa workpiece at ang elektrod ng burner ng gas. Dahil dito, ang pagtaas ng kahusayan sa paglamig ng istraktura ay nadagdagan.

Sa pangalawang pamamaraan, ang boltahe ng elektrikal ay inilalapat lamang sa pagitan ng mga bahagi ng burner upang lumikha ng isang jet jet. Dahil dito, kinakailangan upang komplikado ang sistema ng paglamig ng pagpupulong ng nozzle.

Para sa mga direktang kumikilos na plasmatron, ang isang arko ay ginawa na humigit-kumulang na katulad ng isang cylindrical na hugis, lumalawak nang bahagya sa ibabaw ng metal na pinoproseso.

Sa loob ng neutral na electric nozzle, ang compression at stabilization ng arko ay nangyayari. Sa kasong ito, ang kumbinasyon ng thermal at kinetic na enerhiya ng plasma ay bumubuo ng isang nadagdagan na kapangyarihan para dito, na pinapayagan ang metal na matunaw nang malalim.

Ang hindi direktang mga burner ay lumikha ng isang plasma sa anyo ng isang conical jet na napapaligiran ng isang sulo na nakadirekta patungo sa produkto. Ang jet ay pinutok ng stream ng plasma na nagmula sa burner.

Pag-uuri ng mga pamamaraan ng paglamig ng burner

Dahil sa mataas na temperatura ng plasma, ang iba't ibang mga pamamaraan ng paglamig ng mga detalye ng sulo ng plasma ay ginagamit:

• pamumulaklak ng hangin;

• pag-alis ng init dahil sa sapilitang sirkulasyon ng tubig.

Ang paglamig ng hangin ay hindi gaanong mahal, at ang likidong paglamig ay ang pinaka mahusay, ngunit kumplikado.

Pag-uuri ng mga pamamaraan ng pag-stabilize ng arko

Ang gas burner ay dapat magbigay ng isang pantay, matatag sa sukat at haligi ng temperatura ng direksyon na may mahigpit na pag-aayos nito kasama ang axis ng nozzle at elektrod.

Hanggang dito, tatlong uri ng mga disenyo ng nozzle na gumagamit ng enerhiya ay binuo:

1. gas;

2. tubig;

3. magnetic field.

Sa unang pamamaraan isang malamig na stream ng gas, humihip ng isang haligi ng plasma, pinalamig at sabay na pinipiga ito. Depende sa direksyon ng stream ng gas, ang pag-stabilize ay nilikha:

1. axial - na may kahanay na pamumulaklak ng haligi;

2. swirling kapag ang daloy ng gas ay nilikha sa patayo na direksyon.

Ang pangalawang pamamaraan ay pinipilit ang arko nang mas mahusay at ginagamit sa mga plasmatron na ginagamit para sa pagpapalabas ng metal o paggupit.

Ang pag-stabilize ng axial ay mas mahusay na angkop para sa hinang at pag-surf ng mga metal.

Pinagsasama ng dobleng pamamaraan ng pag-stabilize ang mga tampok ng axial at vortex. Kapag ginagamit ito, posible na magpasa ng gas sa tatlong paraan:

• lamang sa pamamagitan ng pangunahing gitnang channel;

• sa pamamagitan ng pareho;

• eksklusibo sa pamamagitan ng panlabas.

Ang bawat pamamaraan ay lumilikha ng iba't ibang mga scheme para sa pag-compress ng haligi ng plasma.

Ang pag-stabilize ng tubig gumagamit ng counter swirling fluid flow.Ang singaw na nabuo sa prosesong ito ay nakakatulong upang lumikha ng plasma na may haligi na pag-init hanggang sa 50 libong degree sa scale ng Kelvin.

Ang isang makabuluhang disbentaha ng pamamaraang ito ay ang matinding pagkasunog ng katod. Para sa mga naturang aparato, ang elektrod ay gawa sa grapayt, pagbuo ng mga mekanismo para sa awtomatikong pamamaraan nito sa workpiece dahil ang haba ay patuloy na natupok.

Ang mga aparato ng sulo ng plasma na nagpapatatag ng tubig ay nabanggit:

• pagiging kumplikado ng disenyo;

• mababang pagiging maaasahan ng electrode feed system;

• ang pagiging kumplikado ng mga pamamaraan ng paggulo ng arko.

Magnetic stabilization Gumagana ito dahil sa direksyon na magnetic field na matatagpuan sa buong paggalaw ng haligi ng arko. Ang kahusayan nito ay ang pinakamababang, at ang solenoid na binuo sa nozzle ay lubos na kumplikado ang circuit ng sulo ng plasma.

Gayunpaman, ang magnetic stabilization ay ginagamit upang magbigay ng pag-ikot ng paggalaw sa anode na lugar sa loob ng mga dingding ng nozzle. Pinapayagan nitong mabawasan ang pagguho ng materyal ng nozzle, na nakakaapekto sa kadalisayan ng jet jet.

Ang lahat ng mga konstruksyon ng mga plasmatron na isinasaalang-alang sa itaas ay mga arko. Ngunit may isa pang uri ng magkakatulad na mga aparato na bumubuo ng plasma dahil sa enerhiya ng high-frequency na kasalukuyang dumaan sa inductor coil. Ang ganitong mga plasmatron ay tinatawag na induction (HF) at hindi nila hinihingi ang mga electrodes upang lumikha ng isang arc discharge.

Wala silang mga espesyal na bentahe sa pag-impluwensya sa mga naprosesong metal sa paghahambing sa mga aparato ng arko at ginagamit upang malutas ang mga indibidwal na proseso ng teknolohikal, halimbawa, ang paggawa ng mga purong metal na pulbos.

Disenyo ng mga tampok ng mga burner

Ang pagpapatakbo ng isa sa mga uri ng mga sulo ng plasma ay maaaring maipaliwanag ng figure sa ibaba.

Ang arko ng plasma sa panahon ng hinang ay nilikha sa loob ng proteksiyon na shell ng atmospera na nabuo sa pamamagitan ng pagbibigay ng injected gas sa nagtatrabaho na lugar. Kadalasang pinipili nila ang argon.

Ang gas na bumubuo ng plasma (pinagkukunan ng ionization) ay maaaring gumana:

• argon

• nitrogen

• helium

• hangin

• hydrogen;

• mga mixtures ng nakalistang mga gas.

Isaisip ang mga tampok ng kanilang operasyon:

• ang hydrogen ay sumasabog;

• ang mga nitride at osono ay pinakawalan mula sa hangin;

• helium mahal;

• Ang nitrogen sa mataas na temperatura ay nakakaapekto sa kapaligiran.

Ang Tungsten ay madalas na napili bilang materyal para sa mga electrodes dahil sa pinaka-angkop na mga mekanikal na katangian at paglaban sa mataas na temperatura.

Ang gas nguso ng gripo ay naayos sa burner at tinatangay ng proteksiyon na stream. Ang malamig na likido ay pumped kasama ang mga linya ng haydroliko at ang pinainit ay pinalabas.

Ang nagdadala ng mga wire ay nagbibigay ng de-koryenteng enerhiya ng direkta o alternatibong kasalukuyang sa mga electrodes.

Upang mabigyan ng kapangyarihan ang arc na bumubuo ng plasma, ang isang kasalukuyang mapagkukunan na may boltahe na halos 120 volts ay konektado para sa hinang at halos 300 sa idle - para sa pagputol.

Plater ng Generator ng Plasma

Ang alternatibong kasalukuyang o direktang kasalukuyang maaaring magamit upang simulan ang plasmatron. Bilang isang halimbawa, isaalang-alang ang pagpapatakbo ng isang generator mula sa maginoo network ng suplay ng kuryente 220 volts.

Ang mga resistor ng ballast ay naglilimita sa supply ng kasalukuyang. Kinokontrol ng throttle ang pagkarga. Ang tulay ng diode ay nagpalit ng isang alternatibong boltahe upang mapanatili ang isang tungkulin na arko.

Ang isang air compressor ay naghahatid ng mga naglalabas na gas sa burner, at ang isang hydraulic na sistema ng paglamig ay nagpapalaganap ng likido sa mga linya ng plasma upang mapanatili ang epektibong pag-alis ng init.

Mga pamamaraan para sa paghangin at pagputol ng plasma

Upang mag-apoy at mapanatili ang arko ng hinang, ginagamit ang electric kasalukuyang enerhiya, at para sa kanyang di-contact na paggulo, isang oscillator (oscillation source).

Ang paggamit ng isang pilot arc sa pagitan ng elektrod at ng nozzle ay maaaring makabuluhang mapadali ang proseso ng pagsisimula ng plasma.

Ang ganitong welding ay magpapahintulot sa pagsali sa halos lahat ng mga metal at haluang metal na matatagpuan sa mas mababang o patayong eroplano.

Kung walang preprocessing ang mga gilid, ang mga bevel na may kapal na hanggang sa 15 mm ay maaaring mai-welded sa mga bevel.Sa kasong ito, ang isang katangian na pagtagos na may mga tiyak na hugis ay nabuo dahil sa paglabas ng plasma ng jet na lampas sa likuran ng bahagi na welded sa pamamagitan ng mga puwang.

Sa katunayan, ang hinang na plasma sa karamihan ng mga kaso ay isang dobleng patuloy na proseso:

• pagputol sa materyal ng workpiece;

• pinutol ang site ng hinang.

Ang teknolohiyang paggupit ay batay sa:

• tinunaw na layer ng metal sa site ng paggamot;

• pamumulaklak ng likido na bahagi sa stream ng plasma.

Ang kapal ng metal ay nakakaapekto sa teknolohiyang paggupit. Para sa mga manipis na produkto, ang hindi direktang arko na pamamaraan ay ginagamit, at para sa mas makapal, mas mahusay na direktang konektado ang mga sulo ng plasma.

Ang pagputol ng plasma ay ang pinaka-matipid para sa lahat ng mga metal, kabilang ang carbon steel.

Upang maisagawa ang welding at pagputol ng plasma, binuo ang mga awtomatikong linya at manu-manong pag-install.

Mga uri ng plasma welding

Ang kapangyarihan ng inilapat na kasalukuyang nakakaapekto sa lakas ng nilikha na arko. Tatlong uri ng hinang ang natutukoy sa laki nito:

1. microplasma;

2. average;

3. sa mataas na alon.

Microplasma hinang

Nagpapatakbo ito sa mga alon na limitado sa 0.1 ÷ 25 amperes. Ang teknolohiyang ito ay ginagamit sa electronics, instrumento, alahas, paggawa ng mga kampanilya, lamad, thermocouple, foil, manipis na may dingding na mga tubo at lalagyan, na nagpapahintulot sa iyo na mahigpit na ikonekta ang mga bahagi na may kapal na 0.2 ÷ 5 mm.

Upang maproseso ang iba't ibang mga materyales, ang mga kumbinasyon ng pagbubuo ng plasma at proteksiyon na mga gas, ang antas ng compression ng arko, at ang kalapitan sa anode ay pinili. Kapag pinoproseso lalo na ang mga manipis na materyales, ang mode ng pulso ay ginagamit para sa mababang-ampere arc supply na may suplay ng bipolar na kasalukuyang mga pulso.

Sa pagpasa ng isang pulso ng isang polarity, ang metal ay idineposito o welded, at kapag naka-pause dahil sa isang pagbabago sa direksyon, ang metal ay nagpapalamig at nag-crystallize, at isang weld point ang nilikha. Para sa mahusay na edukasyon, ang proseso ng pagbibigay ng kasalukuyang at i-pause ay na-optimize. Sa pagsasama sa kontrol ng amplitude at pag-alis ng elektrod, pinapayagan nitong makamit ang mataas na kalidad na mga compound ng iba't ibang mga metal at haluang metal.

Upang maisagawa ang hinang microplasma, maraming mga teknolohiya ang nabuo na isinasaalang-alang ang iba't ibang mga anggulo ng pagkahilig ng mga sulo ng plasma, na lumilikha ng mga transversal na panginginig para sa pagkasira ng mga layer ng oxide, paglilipat ng nozzle na kamag-anak sa weld na pinoproseso, at iba pang mga pamamaraan.

Ang welding ng plasma sa medium na alon ng 50 ÷ 150 amperes ginamit sa pang-industriya na produksiyon, mechanical engineering at pag-aayos ng mga layunin.

Mataas na alon mula sa 150 amperes ay ginagamit para sa mga welding ng plasma, isinasagawa sa mga pang-industriya na kondisyon ang pagproseso ng mga haluang metal at mababang carbon, mga haluang metal na tanso, titanium, aluminyo. Pinapayagan ka nitong bawasan ang gastos ng pagputol ng mga gilid, upang madagdagan ang pagiging produktibo ng proseso, upang mai-optimize ang kalidad ng mga seams kumpara sa mga electric arc na pamamaraan ng mga kasukasuan.

Plasma metal surfacing at pag-spray ng ibabaw

Ang mga indibidwal na bahagi ng makina ay nangangailangan ng pagkakaloob ng mataas na lakas o lumalaban sa mataas na temperatura o agresibong mga kapaligiran sa paligid. Upang matapos ito, pinahiran sila ng isang proteksiyon na layer ng mamahaling metal sa pamamagitan ng mga pamamaraan ng paggamot sa plasma. Upang gawin ito, ang inihanda na kawad o pulbos sa maliit na butil ay ipinakilala sa stream ng plasma at na-spray sa tinunaw na estado papunta sa ibabaw upang magamot.

Mga kalamangan ng pamamaraang ito:

• ang kakayahan ng plasma na matunaw ang anumang mga metal;

• ang kakayahang makakuha ng mga haluang metal ng iba't ibang mga komposisyon at lumikha ng mga multilayer coatings;

• ang pagkakaroon ng mga pormula sa pagproseso ng anumang laki;

• kaginhawaan ng pag-aayos ng mga katangian ng enerhiya ng mga proseso.

Mga kalamangan ng Plasma Welding

Ang mapagkukunan ng arko na nilikha ng welding ng plasma ay naiiba sa maginoo na electric:

1. isang mas maliit na lugar ng contact sa ginagamot na metal;

2. mas malaking thermal effect dahil sa diskarte sa isang cylindrical na hugis;

3. nadagdagan ang mekanikal na presyon ng jet sa metal (mga 6 ÷ 10 beses);

4. Ang kakayahang mapanatili ang pagkasunog ng arko sa mababang mga alon, hanggang sa 0.2 amperes.

Para sa mga apat na kadahilanang ito, ang hinang na plasma ay itinuturing na mas pangako at maraming layunin sa pagproseso ng metal. Nagbibigay ito ng mas mahusay na pagtunaw sa loob ng isang nabawasan na dami.

Ang arc ng plasma ay may pinakamataas na konsentrasyon ng temperatura at nagbibigay-daan sa iyo upang i-cut at weld ang mga metal na nadagdagan ang kapal kahit na may ilang mga pagtaas sa distansya mula sa burner ng gripo hanggang sa workpiece.

Bilang karagdagan, naiiba ang mga aparato ng hinang na plasma:

• medyo maliit na sukat;

• pagiging maaasahan sa trabaho;

• pagiging simple ng regulasyon ng kapangyarihan;

• madaling pagsisimula;

• mabilis na pagwawakas ng operating mode.

Mga Kakulangan

Ang mataas na gastos ng kagamitan ay nililimitahan ang laganap na pagpapakilala ng plasma welding sa lahat ng mga industriya at kabilang sa mga maliliit na negosyo.