МДК 01.02 Основное оборудование для производства
Сварных конструкций
8.04.2020
Тема: Оборудование для плазменной сварки.
Материал для изучения.
Плазменная обработка основана на использовании ионизированного газа. Благодаря его свойствам температура сварочной дуги находится в границах от 5 до 30 тысяч градусов по Цельсию. Обычные сварочные аппараты могут достигать не более, чем 5 тысяч градусов. Под воздействием ионизированным газом на поверхность металла его ограниченная поверхность легко поддается плавлению. Плазменная резка +
Плазма – это четвертое состояние вещества, ионизированный газ, состоящий из ионов простых веществ: газов или металлов и электронов, а также электромагнитного излучения, которое неизбежно возникает при возбуждении атомов. Энергия и температура плазмы могут располагаться в очень широких пределах. Нас интересует область температур 5000 – 10000°С и энергия, лучше сказать, мощность от сотен Ватт до сотен кВт. Она легко достижима в аппаратах сегодняшнего дня. В плазмотроне она может быть получена в следующем порядке:
§ Дуга горит между вольфрамовым катодом и соплом – это косвенная дуга.
§ Дуга горит между катодом, соплом и деталью – смешанная дуга.
§ Дуга горит между катодом и деталью – это прямая дуга.
Дугу в плазмотроне накачивают рабочим газом, при небольшом давлении: 0.2… 5 бар, которое зависит от тока. Рабочее напряжение плазменной дуги выше обычной в несколько раз, а ток имеет тот же порядок. Поскольку электрическая дуга имеет склонность к филаментации (распадается на отдельные каналы), то рабочий газ предварительно завихривают на входе. Дуга сжимается в узкий шнур и остается прямой за счет высокой скорости ионного газа. Как следствие, получаем большую энергию и мощность в ее пятне. Плавление металла происходит тоже в области пятна.
НАЗНАЧЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПЛАЗМЕННОЙ СВАРКИ
Устройства, предназначенные для проведения сварки, производятся преимущественно в универсальном формате, позволяющем проводить сварку в различных направлениях и плоскостях. Например, зона работы сосредоточена на потолке или вертикальной стене и т. д. Сварочные аппараты, основанные на плазменных методах, работают по принципу плавления кромок деталей с последующим их соединением.
Оборудование плазменной сварки можно классифицировать по нескольким параметрам:
1. По типу воздействия — прямое и косвенное.
2. По методам стабилизации дуги — посредством газа, воды или магнитного поля.
3. По силе тока — для микроплазменной сварки, на средних и высоких токах.
ОСОБЕННОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПЛАЗМЕННОЙ ДУГОВОЙ СВАРК
Плазменная дуга уступает по уровню возможностей лишь электронному и лазерному лучам. В остальном данный способ сварки более эффективен по сравнению с традиционными методами обработки металлов.
Основные его преимущества делают использование плазмы более универсальным:
§ Давление на металлы увеличивается в несколько раз. Обычно показатели колеблются от 6 до 8 или 10.
§ Плазменная дуга получается меньшего диаметра, что позволяет работать более аккуратно и выполнять тонкую работу.
§ Дуга из плазмы поддерживается при наличии достаточно малого тока от 0,2 до 30 ампер.
§ Дуга имеет форму цилиндра, а не конуса.
§
В зависимости от того, какие задачи потребуется выполнить, оборудование плазменной сварки делится на 3 типа:
1. микроплазменная аппаратура с силой тока от 0,1 до 25 А;
2. оборудование со средними токами силой от 50 до 150 А;
3. оборудование с большими токами силой от 150 А.
Микроплазменное оборудование позволяет работать с мелкими и тонкими деталями. Устройства средней мощности считаются самыми безопасными и мощными, а также похожими на аргоновую сварку.
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ РУЧНОЙ СВАРКИ
МИКРОПЛАЗМЕННЫЕ
Промышленный источник микроплазменной сварки SBI PMI 50 TL Basic
Микроплазменными называют аппараты, работающие при токе от 100 миллиампер до 25 А. Они подходят, начиная от нижнего предела, для сварочных работ по ювелирным изделиям и вплоть до резки листового металла толщиной 10 мм.
Это простые аппараты, работающие на постоянном токе, диаметр их сопла имеет величину от 1.3 до 2.5-3 мм.
Рабочий газ получают из воды и спиртовых или ацетоновых смесей.
Катод изготавливают из меди с легированием гафнием.
НА СРЕДНЕМ ТОКЕ
Аппараты среднего тока работают в пределах 50-150 ампер. Преимущественно, они используются для резки металла. Рабочим газом служит обычный воздух, как самый дешевый, и оптимальный при том, вариант. Однако, эти же аппараты могут применяться и с другими рабочими и защитными газами. Источники питания для них более совершенны, конструкции горелок сложнее, с вольфрамовым легированным катодом, иногда имеют подвод охлаждающей воды для анода и часто – высоковольтный импульсный запуск и режим малого тока для дежурной дуги.
НА БОЛЬШОМ ТОКЕ
Сильноточные аппараты создают дугу с током от 150 А и, вообще говоря, малоактуальны для индивидуального потребителя. Их используют в судостроительной промышленности, в ядерном машиностроении и в приборостроении для ядерной физики. Очень часто эти аппараты являются лишь частью роботизированных комплексов. Их горелки используют вольфрамовые катоды, легированные бериллием, торием, или лантаноидами, для максимального понижения работы выхода электронов.
ВОЗМОЖНОСТИ ПЛАЗМЕННЫХ СВАРОЧНИКОВ
Ниже показаны возможности на примере аппарата «Горыныч»:
§ Сварка и пайка любых цветных металлов, а также нержавеющих сталей (толщина свариваемого металла зависит от модели устройства). 
§ Резка цветных и черных металлов.
§ Закалка всех видов сталей.
§ Создание химических соединений, получаемых под действием высокой температуры.
§ Термическая усадка всех видов пластмасс и полимеров, включая ПВД, ПП, ПНД и ПВХ.
§ Очистка поверхностей от грибка, плесени и других видов органических загрязнений.
§ Сварка двух и более металлов, сплавов или сталей между собой.
§ Пайка при помощи мягких припоев.
§ Плавление металлов в частных кузнях.
§ Первоначальная термическая обработка.
§ Резка стекла и различных органических элементов (кварц, гранит, графит и многое другое).
§ Начальное воронение компактных деталей.
§ Порошковое напыление на небольшой площади.
§ Создание и разделка стекла и изделий из стекла.
§ Тушение начальных очагов возгорание водяным паром (без создания электрической дуги между катодом и анодом).
МУЛЬТИПЛАЗ
Мультиплаз – это российская компания, находится в Москве. Выпускает аппараты Мультиплаз 3500, 4000, 7500 и 15000.
Аппарат 3500 сделан универсальным: режет все до 10 мм, варит и паяет множество материалов, кажется, имеет неплохие характеристики, но дороговат: цена на сегодня больше 130 000. Аппарат снабжен двумя горелками для удобства, каждая горелка ставится вертикально и сразу готова к работе.
ПЛАЗАРИУМ
Компания Плазариум (Россия) занимается плазменными технологиями и применением их в промышленности. В числе прочей продукции выпускает аппараты PLAZARIUM SP3 для разнообразных работ с применением плазмы: пайка, плавка металлов и неметаллов, сварка, резка. Аппарат способен работать с температурой от 100 до 10 000 градусов, использует воду в качестве рабочего тела для плазмы.
FUBAG
FUBAG GmbH – немецкое предприятие, выпускающее огромный ассортимент оборудования для строительства и ремонта. Плазморезы представлены моделями PLASMA 25, 25 AIR (с компрессором), 30, 40, 65 Т, 100. Аппараты сделаны с немецкой практичностью – с простым на вид регулятором тока, но всегда стабильно дающим установленное значение. Это инструмент для производительной работы. Аппараты профессиональные и предназначены для резки материалов.
BLUEWELD
Итальянская компания BlueWeld работает с начала 1960-х годов. В настоящее время имеет филиалы по всему миру и ее продукция пользуется большим спросом. Аппараты Prestige Plasma 41, 54, 34, 31 – переносные, для воздушной плазменной резки металла. Есть также передвижные (на роликах и колесах) трехфазные модели повышенной мощности. Все аппараты инверторного типа.
TELWIN
Telwin – итальянская компания, работает еще с шестидесятых годов прошлого века. Аппараты для плазменной резки имеют марку TECNICA PLASMA 31, 34, 41, 60 HF (последний с бесконтактным запуском). Это однофазные аппараты для ручной работы. Основное назначение – резка металлов и тугоплавких материалов. Есть также трехфазные аппараты.
AURORA
AURORA — марка китайской группы компаний. Производит различную продукцию. Из плазменной техники, которую она производит известны аппараты AuroraPRO AIRHOLD 40, 42, AIRFORCE 80 (трехфазный), MULTIWATT 40-160 (Plasma+MMA+TIG) (универсальный аппарат с большими возможностями). Аппараты отличаются небольшой ценой, имеется бесконтактный запуск, кабели длиной 3 метра.
СВАРОГ
Сварог -это торговая компания, которая продает китайскую технику под собственной маркой. Известно о шести плазменных инверторах: REAL CUT 45, CUT 40 B, PRO CUT 45, CUT 70, CUT 100 и CUT 160.
Первый из аппаратов стоит очень дешево: около 23 000 руб и притом имеет хорошие характеристики: бесконтактный запуск, встроенный компрессор, режет металл до 12 мм. Следующие два аппарата – это более мощные. Последние три аппарата самые мощные для трехфазной сети. CUT 160 способен резать сталь толщиной до 55 мм, стоит (рекомендованная цена) коло 160 000 руб.