Принцип дії плазмового зварювання

Джерелом тепла даного виду зварювання служить стиснена електрична дуга, яка виходить в результаті процесів, що відбуваються в плазмовому пальнику.

Електрична дуга утворюється між електродом і зварним виробом у тонкому соплі, куди по спеціальних каналах подається інертний газ (гелій, азот, водень, аргона-водневі, аргона-азотні, азотно-водневі суміші), який стискає електричну дугу. Інакше, незалежному каналу подається захисний газ. У центральній частині зварювальної дуги газ нагрітий до температур 5000-30000°.

Плазмове зварювання може виконуватися на постійному струмі прямої полярності або імпульсному режимі. При використанні постійного струму зварювання виконується плазмовим струменем прямої дії, тобто виріб включений у ланцюг дуги, активні плями якого розташовуються на вольфрамовому електроді та виробі.

При імпульсному режимі зварювання виконується струменем непрямої дії, тобто активні плями дуги знаходяться на вольфрамовому електроді та внутрішній або бічній поверхні сопла.

Різновиди сучасного плазмового зварювання

Схема плазмового зварювання буває виконана в кількох різновидах, завдяки чому її можна застосовувати у різних галузях виробництва. Крім того, різні плазмові апарати мають різну потужність зварювання. Розглянемо перелік видів плазмового зварювання:

мікроплазмове (малого струму) зварювання;
плазмове зварювання на середньому струмі;
плазмове зварювання (великого струму) високопотужне.

Мікроплазмове зварювання має конструкцію пальника, аналогічну пальника плазмового зварювання, за винятком її менших габаритів. Сенс її зводиться до того, що даним різновидом зварювання можна виробляти зварні з'єднання різних матеріалів, у тому числінеметалічного походження (пластмаси, діелектричні матеріали, текстильні вироби).

Для роботи апарату мікроплазмового зварювання досить невелика сила струму, до 0,1А, при цьому вольфрамовий електрод, довжиною 1-2 мм здатний зробити дугу діаметром в 2 мм. Таким чином можуть піддаватися зварюванню деталі, які мають товщину 1,5 мм максимум.

Такі установки здатні працювати в імпульсному і безперервному режимі полярності, а також доступний полярний імпульсний режим, безперервний зворотної полярності. Як правило, застосування мікроплазмового зварювання проявляється переважно в ювелірній справі, а також при поєднанні фольги.

Плазмове зварювання середніх потужностей здатне обробляти матеріали досить більшої товщини, так як дуга, яка виробляє установку середньої потужності плазмового зварювання, за своєю потужністю займає місце між електродуговим та лазерним/електронно-променевим зварюванням.

Такий різновид плазмового зварювання працює на струмі, силою від 50 до 150А і схожий за схемою і процесом зварювання з аргонодугової, але має значну перевагу. Вся краса плазмового зварювання на середньому струмі полягає в тому, що вона впливає на обмежену ділянку виробу, зменшуючи площу нагріву.

Крім того, відбувається найкраща теплопередача, обумовлена великим тиском дуги на ділянку зварювання. В результаті, витісняється шар розплавленого рідкого металу в ділянці під дугою і відбувається краща теплопередача в глиб виробу, що зварюється. В результаті глибина зварювання збільшується в порівнянні зі звичайною дуговою.

Плазмове зварювання на великому струмі в 150А і більше еквівалентне електродугові в 300А, тобто в два рази. Принцип роботи плазмового зварювання високої потужності супроводжується всіма тими жперевагами, як і зварювання на середніх потужностях, проте велика ймовірність пропалювання матеріалу.

Апарат плазмового зварювання високої потужності потребує особливого охолодження через неймовірно високу температуру, що впливає на сопло тонкого діаметру. Навіть короткочасне порушення режиму охолодження несе псування сопла плазматрону.

Як правило, таким видом плазмового зварювання користуються для отримання високоякісних зварних з'єднань металів практично будь-якої товщини та ступеня тугоплавкості. Крім того, швидкість зварювання дуже висока в порівнянні з багатьма іншими видами.