Плазмове зварювання

А що таке плазма, як явище і фізичне тіло? Треба уявити собі газ, що складається з молекул, атомів, іонів і електронів. Цей плазмообразующий газ (аргон, водень, азот) під великим тиском подається на електричну дугу. За рахунок тиску відбувається стиснення дуги: зменшується її поперечний переріз, а потужність зростає, так як тепер на одиницю площі потрапляє більша кількість енергії. Ось такий стан іонізованого газу в електричній дузі і називається плазмою. Який у цьому сенс? Якщо звичайна дуга дає 5000-7000 ° С, то плазмова – до 30 000 ° С.

Цей плазмовий газ за рахунок таких високих температур розширюється в сотню разів і через сопло спрямовується до місця зварювання, доповнюючи дію простий електричної дуги. Тепер зрозуміло, чому плазмова дуга могутніше простий дугового.

Рисами, властивими лише плазмової дуги, є:

• підтримання дуги на невеликому струмі від 0,2 А до 30 А;
• менший діаметр дуги при набагато більших температурах у порівнянні з електродугової зварюванням;
• дуга має циліндричну форму (у електродуги – конічна);
• тиск на метал на порядок вище, ніж у звичайної дуги.

Природно, умови утворення та використання плазми зажадали і створення своєрідного зварювального апарату. Навіть місце, де відбувається утворення плазми, не називається форсункою. Цей наконечник називається плазмоутворюючого камерою або плазмотроном.

З викладеного вище малюнка, електрод для освіти дуги в плазмотроне вольфрамовий (або вольфромово-лантановую), тобто не плавляться. Плазмообразующий газ подається вздовж електрода. Таким чином, електрод і поданий газ знаходяться в одній камері, оточеної водяною сорочкою. За зовнішніми стінками сорочки знаходиться ще одна камера, через яку на наконечник плазмотрона подається захисний газ. Звичайно, конструкція може бути й інший, тут взята найбільш укомплектована.

Головні переваги плазмового зварювання:

• стабільність;
• точність і невелика зона термовліянія;
• простота контролю;
• висока швидкість роботи.

З’являється нове поняття – ентальпія. Його значення – питомий теплосодержание, тобто ту кількість тепла, яке містить одиниця обсягу плазмового струменя.

Плазмової зварюванням можна з’єднувати не тільки метали, а й неметали. Можливі навіть різнорідні поєднання.