Плазменная (плазменно-дуговая) сварка свойства плазмы

Категория:
Сварка металлов


Плазменная (плазменно-дуговая) сварка свойства плазмы

В настоящее время целесообразно из дуговой сварки выделить плазменную или плазменно-дуговую сварку, которая, наряду с общими признаками, имеет отличия от дуговой сварки. В плазменной сварке основным источником энергии для нагрева материала служит плазма — значительно ионизированный и нагретый газ.

Плазма представляет собой смесь электрически нейтральных молекул газа и электрически заряженных частиц, электронов и положительных ионов, иногда еще и тяжелых отрицательных ионов. Наличие электрически заряженных частиц делает плазму чувствительной к воздействию электрических полей. Плазма электропроводна, и при действии электрических полей в ней возникают электрические токи. При высоких степенях ионизации электропроводность плазмы может быть очень высокой. Токи в плазме могут отклоняться под действием магнитных полей. Ускорения, сообщаемые заряженным частицам действием электрических и магнитных полей путем соударений, передаются нейтральным частицам газа, и весь объем плазмы может получать направленное движение, образуя струю (или поток) или факел горячего газа. Электрические поля, воздействуя на плазму, передают энергию заряженным частицам, а через них и всей плазме и могут повышать ее температуру примерно до 20 000—30 000 °С.

Технологически струя плазмы близка к газосварочному пламени, отличаясь более высокой температурой. Плазменной струей или факелом можно осуществлять различные виды обработки: сварку, резку, напыление, пайку, термообработку и т. д., причем можно обрабатывать как металл, так и неметаллические материалы — стекла, керамику и пр. Плазма может быть получена различными способами, самый простой и распространенный из них — нагрев газа в дуговом разряде. Но не следует отождествлять плазму с дуговым разрядом, — она может быть получена и без дугового разряда. Например, в индукторе, питаемом токами высокой частоты, газ разогревается до высоких температур вихревыми токами, возникающими в объеме газа, который переходит в состояние плазмы. Здесь нет электродов, поэтому плазма отличается высокой чистотой. Факел такой плазмы, возможно, в будущем получит практическое применение в сварочной технике.

Главное отличие способов дуговой и плазменной сварки заключается в использовании энергии разряда. Если в дуговом разряде используются преимущественно процессы, протекающие в приэлектродных областях, на поверхностях электродов и в тонких слоях у электродных поверхностей, то при плазменном нагреве используется энергия столба, зона нагрева трехмерна и может занимать значительный объем. Для усиления нагрева стремятся увеличить длину дуги и объем столба. Мощность нагрева UI, где U — падение напряжения в столбе — выражается двумя равноценными сомножителями, одного порядка по величине. Например, при U = 200 в и I = 500 а, реальных значениях, мощность будет 100 кет, что трудно получить в сварочной дуге. Вполне возможно получить поток плазмы мощностью в сотни и даже тысячи киловатт, что уже выходит за потребности современной сварочной техники.

Рис. 1. Характеристика источника для питания сварочной дуги

Рис. 2. Характеристика источника для питания плазмы

Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум