Plazmové svařování, výhody plazmového svařování, aplikace plazmového svařování, navařování, plazmové tryskové zpracování kovů
Rusko je země s velkým počtem továren, závodů, závodů a podniků. Jak je známo, nehody se stávají ve všech z nich, zejména v naší zemi. K nehodám dochází nejčastěji kvůli nedbalosti pracovníků nebo kvůli starému vybavení. Svařování je jedním z technologických procesů, které se používají při opravách, montáži a rekonstrukci zařízení. Správný provoz zařízení přímo závisí na kvalitě svařování. Koneckonců, pokud se někde při svařování vazníků vysoké pece vytvoří slabý šev, určitě se zlomí, což povede k odstavení vysoké pece nebo, co je ještě horší, k úmrtí lidí.
V poslední době se staré technologie svařování oceli nahrazují novějšími, jednou z nich je plazmové svařování. Výhodou plazmového svařování je, že neohrožuje svářeče při práci u zařízení. Plazmové svařovací zařízení je zcela bezpečné a ekonomické ve srovnání s jinými zařízeními, která používají lahve s kyslíkem, propanem nebo acetylenem. Použití plazmového svařování umožňuje nejen posunout výrobu na zcela novou úroveň, ale také výrazně zvýšit nákladovou efektivitu a mobilitu svářečských prací.
V plazmových obloukových hlavách se z proudového sloupce oblouku uvolňuje plazmový paprsek, jehož teplota dosahuje více než 10 000 °C. Obloukový výboj 4 je buzen v kanálu 2 mezi elektrodou 1 vyrobenou z wolframu a tryskou 5. Kanál je elektricky izolován od trysky a elektrody. Podél oblouku prochází kanálem plyn (argon, helium, dusík, vodík, metan nebo jakýkoli jiný). Tento plyn stlačuje sloupec obloukového výboje, což přispívá ke zvýšení jeho teploty. Výkon sloupce se zvyšuje, plyn se při srážce s elektrony ionizuje a opouští trysku ve formě jasně zářícího paprsku. Plazmové obloukové hlavice se rozlišují se samostatnou a kombinovanou tryskou a kanálem (obr. 1, a a b). Plazmový paprsek může být ze sloupce uvolňován nebo se s ním shodovat (obr. 1, c). Paprsek, který se shoduje s proudovým sloupcem, se používá ke zpracování elektricky vodivých materiálů. Plazmový paprsek, který je oddělen od proudového sloupce oblouku, se používá jako nezávislý zdroj tepla. Hlavní charakteristikou plazmového paprsku jako zdroje tepla je efektivní tepelný výkon
kde ηu — efektivní účinnost plazmového ohřevu obrobku; U и I — napětí a proud oblouku.
Efektivní tepelný výkon plazmového paprsku lze regulovat změnou proudu a napětí oblouku, průtoku a složení plynu, průměru kanálu a trysky a vzdálenosti mezi tryskou a ohřívaným produktem. Při průměrném průtoku plynu plazmovým paprskem emitovaným ze sloupce oblouku ηu = 30 ÷ 50 %,
Plazmový paprsek lze použít ke zpracování různých materiálů: kovů, polovodičů a dielektrik. Plazmový paprsek lze také použít k řezání kovů. Proces řezání se provádí tavením a vyfukováním roztaveného materiálu proudem plynu rychlostí 300-1000 m/s a částečným odpařováním. Plazmový paprsek lze použít k řezání neželezných kovů a slitin, vysoce legovaných ocelí, žáruvzdorných kovů, keramiky atd.
Obr. 1. Schémata plazmových hlavic s obloukem:
a — se samostatnou tryskou a kanálem s proudem vycházejícím ze sloupce oblouku; b — s kombinovanou tryskou a kanálem s proudem vycházejícím ze sloupce oblouku; c — s kombinovanou tryskou a kanálem s proudem shodným se sloupcem oblouku (1 — elektroda; 2 — kanál; 3 — chladicí voda; 4 — sloupec oblouku; 5 — tryska; 6 — plazmový proud; 7 — zdroj proudu)
Použití plazmového paprsku pro navařování má velký význam. Plazmový paprsek je velmi přesný technologický nástroj, který dokáže velmi přesně regulovat tepelný efekt a spojovat kovy s minimálním tavením.
Plazmové navařování různých materiálů, především karbidů wolframu a dalších žáruvzdorných kovů, které se do paprsku přivádějí ve formě jemnozrnného prášku, se začalo používat. Při navařování je žádoucí získat poměrně tenkou svarovou vrstvu, mírně smíšenou se základním kovem. Materiál lze do plazmového paprsku zavádět také ve formě drátu. Regulací procesů ohřevu a tavení základního a přídavného kovu je možné dosáhnout navařování tak, aby základní kov zůstal v pevném stavu. To má velký význam pro regulaci difuzních procesů v tavné zóně, zejména při svařování kovů s nekovovými materiály, jako je keramika. Značný zájem představuje odpařování materiálů v plazmovém paprsku. Kondenzací par materiálů opouštějících plazmový paprsek je možné získat monokrystaly polovodičů, monokrystaly čistých kovů (wolfram, molybden), karbidů atd. Plazmový paprsek lze použít k získání tenkých, vysoce pevných nití.
Výhody plazmového svařování
1. Zajištění minimálního svarového švu během provozu. Minimalizace teplotních deformací kovu a jeho smrštění. To je dáno úzkou topnou zónou během provozu zařízení.
2. Jedinečnost. Možnost přejít ze svařování jednoho typu kovu na druhý pouze jedním otočením rukojeti. Shrňme si to. Pořízení plazmového svařovacího stroje zlepší kvalitu svařování a zaplatí se již v prvním měsíci. Práce na takovém stroji je velmi bezpečná a ekonomická.