Устаткування для плазмового зварювання та різання, Плазморіз

Для плазмового зварювання та різання використовують універсальні та спеціалізовані установки для РДС та механізованого зварювання. Установки являють собою комплекти з плазмотрона (плазмового пальника), джерела його живлення, механізму подачі зварювального дроту, механізму переміщення плазмотрона вздовж і впоперек шва та системи керування електричними та газовими параметрами стиснутої дуги.

Пристрої для одержання стисненої дуги називають плазмовими пальниками, або плазмотронами (див. рис. 3.1). Найпростіший плазмотрон складається з ізолятора 1, електрода 2, що не плавиться, і мідного охолоджуваного сопла 6. До матеріалу ізолятора плазмотрону пред'являють різноманітні вимоги. Він повинен мати:

• високою електричною міцністю, оскільки найчастіше чергова дуга збуджується за допомогою високовольтного високочастотного розряду осцилятора;

• високою механічною міцністю, оскільки ізолятор додатково виконує функції несучої конструкції, де кріплять інші вузли плазмотрона;

• термостійкістю, оскільки окремі його ділянки піддаються впливу теплового та світлового випромінювання;

• герметичністю, тому що через ізолятор проходять комунікації плазмоутворюючого газу та охолодження;

• можливість обробки різальним інструментом.

Тип і конструкція електрода, що не плавиться, плазмотрону визначається складом плазмоутворюючого газу. Для роботи в інертних газах (аргон, гелій та їх суміші) застосовують електроди з вольфраму. Їх виконують у вигляді мідної державки із вставленим до неї вольфрамовим стрижнем. Завдяки кращому тепловідводу мідна державка забезпечує більшу щільність струму на катоді і зменшує витрату дорогого вольфраму. Неплавляться електроди, що працюють в активних газах, наприклад кисневмісних(вуглекислий газ та ін), роблять у вигляді активних вставок з гафнію та цирконію. Їх запресовують у мідні охолоджувані державки з діаметром залежно від струму дуги.

Призначення сопла — регулювання енергетичних характеристик дуги. Діаметр і висоту сопла вибирають залежно від сили зварювального струму, складу та витрати плазмоутворюючого газу. При цьому доводиться підбирати найбільш сприятливе поєднання таких показників, як технологічні можливості та надійність роботи плазмотрона, стійкість сопла та електрода. Для зварювання та різання частіше застосовують плазмотрони прямої дії. Відстань між електродом і оброблюваною деталлю в плазмотроні більша, ніж при зварюванні пальниками для вільної дуги, тому стислу дугу запалюють у дві стадії. Після подачі до плазмотрону газу запалюють чергову (допоміжну) дугу між електродом і соплом іскровим розрядом від осцилятора або замикаючи проміжок електрод - сопло графітовим стрижнем, хоча це підвищує знос плазмотрону. Чергову дугу живлять від окремого малопотужного джерела або від основного джерела через опір, щоб обмежити струм дуги та зменшити знос сопла. Під дією газу чергова дуга утворює плазмовий струмінь невеликої потужності. При її зіткненні з деталлю запалюється робоча дуга,

Якщо в коло деталі включити контактор, то робочу дугу можна запалювати в потрібний момент часу. Після запалювання робочої дуги чергова дуга при автоматичному зварюванні може відключатися. При РДС чергова дута має горіти постійно.

Джерела електроживлення плазмотронів виконані на базі зварювальних випрямлячів з зовнішніми ВАХ, що падають, і підвищеною напругою холостого ходу f/x х (до 80 В) марок ВДУ — 305, ВДУ-504-1 та ін.

Система управління включає пульт і шафууправління, в яких розміщено пристрій підпалення дуги (УПД), регулятори витрати газу, різні клапани водяних та газових комунікацій, колектор кабель-шлангового пакета, роз'єм електрокабелю для підключення до джерела живлення. На пульті розташовані прилади контролю та регулювання параметрів плазмового процесу. В установках для ручного плазмового зварювання пульт керування вбудований у корпус джерела живлення, а в установках для механізованого зварювання він вмонтований у панель управління установок.

Для РДС низьковуглецевих та низьколегованих сталей товщиною до 5 мм служать установки УПРС-300-2 та УПРС-300-3, розроблені у ВНДІЕСО (м. Санкт-Петербург). Технічні характеристики універсальних установок для плазмового зварювання наведено у табл. 3.3, плазмотронів - у табл. 3.4.

Установка ПС-301 призначена для ручного плазмового зварювання, а установка УПС-503 — для механізованого. У комплект установки УПС-301, крім зазначених у табл. 3.3 та 3.4 джерела живлення та плазмотрону, входять блок управління та набір ротаметрів. Цю установку використовують для зварювання на постійному струмі: прямої полярності - корозійностійких сталей завтовшки 0,5...5 мм і мідних сплавів завтовшки 0,5...3 мм; зворотної полярності - алюмінію та його сплавів товщиною 1 ... 8 мм. Переносний пульт полегшує запалення дуги, налаштування значення сва-

Характеристики універсальних установок для плазмового зварювання

---