Что такое плазменный сварочный аппарат

Обновлено: 26.04.2024

Для соединения деталей из вольфрама (W), молибдена (Mo), различных структур нержавеющих сталей и никелевых сплавов (авиа и приборостроение) применяется сварка плазморезом, где поток плазмы является источником энергии. Температура плазменной дуги порой достигает 30000°C, тогда как привычная всем электрическая дуга имеет только 5000-7-000°C – разница довольно-таки существенная. Практика показала, что данный способ оказался гораздо эффективнее по многим параметрам, по сравнению с классической газовой и электрической сваркой.

Технология сварки и резки металлов плазмой

Принцип плазменно-дуговой технологии сварки заключается в мощном прогреве обрабатываемых металлов плазмой, которая в данном случае является ионизированным газом, полученным при работе электрической дуги под повышенным давлением. Горелка, которую используют в таких агрегатах, называется плазмотроном – с ее помощью можно варить и резать любые металлы, отображенные в периодической таблице Менделеева. Также плазмотроном можно варить и резать неметаллы, если этому не препятствуют физические или химические свойства материала, как то, отсутствие адгезии, различные особенности вступления в реакцию и т.п.

Основные особенности плазменной сварки

Рассмотрим существенные особенности, которыми обладает плазменно-дуговая сварка. В рабочую зону из плазмотрона выбрасывается струя плазмы, но иногда при необходимости также используется дополнительный инертный газ для создания защитного облака, которое создает оптимальные рабочие условия для химически нейтральной среды. В результате получается, что вся термическая энергия через плазменную струю передается на сварочную ванну, но при этом лишь частично (в малом количестве) попадает на близлежащие области. Для корпуса плазменной горелки используется сталь, а для анода – медь. При этом у медного электрода имеется специальная полость, по которой поступает вода для охлаждения, а между ним и катодом с давлением от 2-х до 5-ти атмосфер поступает рабочий газ для подпитки дуги.

Видео описание

Горынычъ - аппарат плазменной сварки и резки

Итак, газ в плазмотроне нагревается от плазменной дуги, что приводит к его ионизации. Объем горячего газа за счет свойства теплового расширения увеличивается от 50-ти до 100-а раз, что способствует скоростному выбросу из сопла. Получается, что кинетическая и тепловая энергия являются главной причинно появления мощного энергетического потока у плазменной сварки. Следует еще отметить, что в плазмотроне обычно применяются горелки постоянного тока.

Существует несколько разновидностей таких агрегатов:

дуга находится между плавящимся электродом и сварочной ванной;
дуга находится между НЕ плавящимся электродом и сварочной ванной, а плазма выбрасывается струей газа.

Примечание: для образования плазмы используются такие газы, как аргон (Ar), азот (N2), кислород (O2) или обычный воздух.

Также все сварки такого типа различаются по величине силы тока:

малые (микроплазменные) – 0,1-50 А;
средние – 50-150 А;
большие от 150 А и выше.

Если микроплазменный вариант позволяет избежать прожогов в свариваемых деталях, то агрегаты, работающие на больших токах, проплавляет металл толщиной до 8 мм за один проход без кромочной разделки, что позволяет без особых затруднений резать заготовки. Вполне естественно, что на средних токах вы сможете как варить, так и резать металл.

Выбор плазменного сварочного аппарата

По большому счету плазменный сварочный аппарат состоит из двух основных модулей – это источник электропитания с интегрированным инвертором и сварочная горелка, а все остальное можно назвать дополнениями. При помощи такого агрегата можно варить, резать или даже паять самые разные металлы, невзирая на их повышенную толщину, так как плазменный поток разогревает материал гораздо лучше, нежели обычная газовая или электрическая сварка.

История развития плазменной сварки

Плазменную сварку можно отнести к разряду новых технологий, хотя ее стали применять еще в прошлом столетии, но давайте сделаем короткий экскурс в историю. В конце 50-х годов XX века инженеры-конструкторы американской компании Union Carbide Corp сделали первый аппарат плазменной резки, хотя при этом питались идеями физика из Соединенных Штатов И. Ленгмура. Несмотря на то, что данный метод начали применять 70 лет назад, его можно назвать всего лишь прообразом современной технологии. Все методы защиты сварочной ванны с применением инертных газов, а также разработку портативных аппаратов придумали в период с 1963 по 2006 годы.

Резаки предназначены для комплектации аппаратов ручной плазменной резки – плазморезов с контактным и бесконтактным способом зажигания дуги, имеющих разъемы ЭА и ZA Источник prompostavka.in.ua

Безусловно, плазменная резка, которая увидела свет в 1963 году, значительно увеличила скорость производства, но при этом была одна существенная проблема – на металлическую поверхность сильно воздействовало окисление. В 1965 году начали впрыскивать воду, и это снизило процент окалины, но инженеры-конструкторы на этом не собирались останавливаться. В результате исследований в 1987 году появляется резак с контактным пуском, а в 1990 с плазмой начали работать под водой на глубине до 5 (пяти!) метров. В 1999 мир услышал о создании коаксиальной технологии (газ поступает по общей оси), а в 2006 году начали использовать портативные полуавтоматы.

Наиболее популярные в России аппараты плазменной сварки

МППК (многофункциональный портативный плазменный комплекс) Горыныч рассчитан на выработку плазм из жидкости – воды или водно-спиртовой смеси, где пар выполняет защитную функцию. Такие агрегаты производят с силой тока 8,10 и 12 A и при этом они универсальны, то есть, Горыныч может, как резать, так и варить разные детали, но это не все. Задав необходимую мощность, аппарат можно использовать в качестве паяльной лампы, кузнечного горна и даже огнетушителя, если в качестве жидкости используется вода. МППК достаточно легок – масса плазмотрона с кабелем и шлангом не превышает 5,4 кг, а для его питания нужна обычная розетка ≈220±22 V и 50 A. Агрегат создает дугу прямой полярности с КПД не менее 80%.

Если говорить о деньгах, Мультиплаз-15000 является самым выгодным плазменным сварочным аппаратом среди своих аналогов. Кроме того, такой агрегат можно назвать самым легким среди подобных, так, масса источника питания составляет 33 кг а вес плазмотрона вместе с кабелем и шлангом на 9 метров – 5 кг. Потребляемая мощность составляет 15 kW при входном напряжении 380±38 V, с частотой сети 50 A. Сварка функционирует в диапазоне тока от 20 до 100 A, расходует 480 л/мин сжатого воздуха и ее КПД составляет 85% - это позволяет разрезать лист стали толщиной до 50 мм. Безусловно, Мультиплаз-15000 больше подходит для промышленных предприятий и автомастерских, но его также покупают для бытового применения.

В Российской Федерации достаточно популярной является модель плазменной сварки Плазариум SP3, представляющая собой компактный и надежный в работе электроприбор. Агрегат работает от сети ≈220±22 V с частотой 50 A и потребляет 2,64 kW, имеет ступенчатую программируемую регулировку от 1 до 12 A. Плазариум SP3 предназначен в основном для резки и сварки металлических деталей малой толщины и пользуется достаточной популярностью. Примечательно, что масса горелки нетто составляет всего 600 г, а длина кабеля 2 м, и это очень удобно для тех же автомастерских или любых станций техобслуживания. Еще можно отметить, что данное устройство соответствует всем нынешним требованиям правил техники безопасности, включая пожарную защиту.

Ремонт автомобиля (плазменная сварка).

Заключение

В заключение можно отметить, что аппараты плазменной сварки отличаются друг от друга по мощности и силе тока, поэтому, при выборе прибора на эти характеристики следует обращать первостепенное внимание. Далеко не последнее значение имеют масса и габариты прибора, но опять-таки все зависит от вида выполняемых работ – они могут быть стационарными, где блок питания не нужно переносить или мобильными, когда сварка постоянно нужна в разных местах.

Плазменный сварочный аппарат: Что такое и как выбрать

Плазмой называют ионизированный газ, состоящий из положительных и отрицательных ионов, электронов и возникающего в процессе возбуждения атомов электромагнитного излучения. Плазменный сварочный аппарат или плазмотрон работает за счёт энергии ионизированного газа. Современное оборудование способно генерировать температуры до 30 000 °С.

Люди, не знакомые с возможностями приборов, часто воспринимают плазменные устройства ( плазморезы ) только как высокотехнологичные резаки. В этой статье расскажем о сфере использования плазмотронов, в том числе и сварке, критериях выбора, а также поговорим о некоторых популярных моделях.

Особенности дуги

Сварочная дуга плазменных аппаратов склонна к распаду. Чтобы избежать негативного эффекта перед началом сварки дугу стабилизируют («закручивают»), формируя мощный тонкий поток ионов.

прямой;
косвенный;
смешанный.

Прямая дуга возникает между электродом и обрабатываемой деталью. В стабильном состоянии она может поддерживаться как постоянным, так и переменным током.

Косвенная дуга зажигается между электродом и соплом горелки. Интенсивность ионизированного потока контролируется давлением подаваемого газа. Вариант позволяет получить:

Устойчивую дугу на малом токе.
Меньшее потребление газа.
Нулевое разбрызгивание.

Возможности плазменных аппаратов

Дуга в сварочных аппаратах разогревается до 5000–7000 °С. У мощной плазменной дуги температура минимум в 2 выше. Энергия, сконцентрированная в одной точке, позволяет быстро плавить металл, не затрагивая структуру соседних участков.

Для защиты активной зоны от окисления одновременно с плазмой подаётся инертный газ аргон, азот, также используют пары ацетона. Такой подход позволяет вытеснить кислород из сварочной ванны. В результате удаётся предотвратить окисление, благодаря чему получается высококлассный сварочный шов.

Металл плавится в небольшой зоне. Прилегающие участки не деформируются, поскольку не успевают нагреться.

Технология использования высокотемпературного ионизированного газа даёт возможность работать не только с металлами и их сплавами, но и практически с любым материалом, включая бетон и природный камень (последние два поддаются резке).

Варианты плазменного оборудования по силе тока

По способу горения дуги плазменные аппараты делятся на прямые и косвенные. Мы уже рассмотрели это ранее. Теперь перейдем к ранжированию по величине тока дуги. Итак, оборудование образует 3 группы:

Оборудование способно выдавать ток до 25 А. Аппараты предназначены для высокоточной сварки, в том числе для соединения тонких листов или деталей. Также микроплазменные приборы применяют для резки изделий.

Плазмотрон работает на постоянном токе. Внутренний диаметр горелки, как правило, меньше 3 мм. В таких устройствах ионизированный газ подают в рабочую зону с ацетиленовыми смесями.

Оборудование выдаёт ток в пределах 50–150 А. Плазмотроны применяют для сварки и резки металлов. Защитный газ может быть любым, но чаще используют воздух как оптимальный по стоимости вариант. Горелки комплектуют дополнительной системой охлаждения анода. Некоторые устройства оснащают режимом с малым током.

Плазмотроны генерируют токи выше 150 А. Это аппараты промышленного назначения, применяемые в судостроении, производстве ядерного оборудования и других сферах. Как правило, сильноточные приборы встраивают в роботизированные комплексы.

Критерии выбора плазменного аппарата – что главное

Зависимость силы тока от толщины материала

Применительно к стали и чёрным металлам можно ориентироваться на следующие значения: на 1 мм толщины нужен ток 4 А. Для цветных металлов на каждый миллиметр необходимо 6 А.

У аппарата должен быть запас по силе тока не менее 25%, чтобы оборудование не работало на пределе. Например, если требуется разрезать сталь толщиной 5 мм, выбирайте не двадцатиамперный плазменный резак, а прибор на 25 А.

Небольшой вес.
Мобильность.
Компактный размер.

Производительность: требуется брать компрессор с запасом минимум на 25% выше, чем показатель в паспорте плазменного устройства.

Рабочее давление: значение должно быть больше или равно давлению плазмотрона.

Продолжительность работы

Время показывает, как долго оборудование способно работать в непрерывном режиме на максимальных значениях тока в течение одного цикла (всего 10 минут). Например, если стоит значение 50%, то устройство должно работать 5 минут и ещё 5 потребуется на перерыв. Для несложных работ по разрезанию металла 50% хватает.

Что такое плазменный сварочный аппарат?

В середине прошлого века инженеры впервые нашли применение плазме, сконструировав плазмотрон промышленного типа. Сначала сварка с помощью плазмы применялась только в узких сферах вроде космонавтики. Но со временем она получила распространение и в остальных сферах производства. С развитием технического прогресса плазменная сварка стала доступна и частным мастерам. Сейчас любой желающий может приобрести плазменный сварочный аппарат для своих целей.

В этой статье мы подробно расскажем, что такое аппарат плазменной резки, какие существуют разновидности и каково его устройство.

Общая информация

Плазма – это ионизированный газ, по совместительству четвертое состояние вещества. Современные сварочные плазменные аппараты способны выдавать температуру от 5 до 10 тысяч градусов по Цельсию. Аппарат для плазменной резки и сварки часто называют плазмотроном. Плазмотрон может формировать три типа дуги: косвенную, смешанную или прямую.

Перед сваркой дугу специальным образом «закручивают», поскольку она склонна к распаду. После «закрутки» формируется тонкая стабильная дуга, поскольку газ ионизируется очень быстро. В конечном итоге получается очень мощная дуга, способная генерировать энергию в одной точке. Именно в этой точке происходит плавление основного металла.

Плазменная дуга способна нагреть практически любой металл, вне зависимости от его толщины и состава. Возможен нагрев до температуры плавления и даже до температуры кипения. Единственное условие – необходимо обеспечить достаточно мощную дугу.

Дополнительно зону сварки защищают с помощью другого газа, инертного. Это может быть азот, аргон или органические пары ацетона. Горелка плазмотрона сконструирована таким образом, что она может подавать защитный газ и плазму одновременно. Так что сварочная ванна защищается прямо во время проведения работ. Металл не окисляется и швы получаются очень качественными.

Из чего состоит?

Аппарат для плазменной сварки состоит из нескольких компонентов: источник питания, специальная сварочная горелка, катод и кабель-пакеты. Давайте рассмотрим их подробнее.

Источник питания

Плазменный сварочный аппарат прошлого поколения использовал обычный трансформатор в качестве источника питания. Такой источник сам по себе был немаленьким и тяжелым, поэтому существенно увеличивал конечные габариты и вес аппарата. В итоге плазменные аппараты старого образца были громоздкими и очень тяжелыми, что доставляло много проблем.

К счастью, прогресс не стоял на месте и со временем появились альтернативные источники питания на транзисторах. Их и стали применять в инверторах, полуавтоматах и, конечно, плазменных аппаратах. Благодаря такому прорыву удалось сконструировать компактные и легкие аппараты, которые к тому же стали еще функциональнее по сравнению со своими прошлыми «собратьями».

Современный источник питания, работающий на IGBT транзисторах, обеспечивает крайне стабильное горение дуги и позволяет точно и быстро регулировать сварочный ток с помощью одной рукоятки. Профессиональные плазменные аппараты снабжены дополнительным функционалом вроде бесконтактного поджига дуги или режим дежурной дуги при сварке на малом значении тока.

Сварочная горелка

Сварочная горелка – обязательный компонент при плазменной сварке и резке. Через нее осуществляется подача защитного газа, через нее образуется плазменная дуга и в ней же устанавливается катод. Существует множество типов горелок, все они отличаются своей конструкцией и возможностями. В большинстве случаев горелку подбирают в соответствии с мощностью сварочного аппарата.

Маломощные и горелки средней мощности могут использовать вручную. А горелки для сильноточных аппаратов устанавливаются на специальной роботизированный манипулятор.

Катод

Катод используется для передачи тока и может быть изготовлен из различных материалов. В аппаратах, предназначенных для бытового и полупрофессионального применения, используются вольфрамовые или медные катоды, легированные гафнием. Они наиболее безопасны для здоровья сварщика. В плазмотронах и плазморезах профессионального уровня могут использоваться катоды из бериллия или тория. Они могут быть опасны для сварщика, поскольку выделяют неблагоприятные пары. Чтобы снизить негативное воздействие необходимо обеспечить мощную вентиляцию рабочего места.

Кабель-пакет

Плазменный сварочный аппарат необходимо соединить с горелкой. Для этого используется специальный кабель-пакет. Он состоит из двух шлангов (для подачи защитного газа и для подачи рабочего газа), двух шлангов подачи воды, а также из кабелей подачи тока, для пусковой искры, и для цепи управления. Все эти компоненты размещаются в одном большом шланге типа «пакет», отсюда и название «кабель-пакет». Не смотря на богатую «начинку» такой кабель-пакет отлично гнется и его можно использовать без страха переломать все компоненты внутри.

Разновидности

Аппарат плазменной сварки может различаться по своим характеристикам и назначению. Основное отличие – ток плазменной дуги. Его значение может существенно отличаться от аппарата к аппарату. Также отличия кроются в устройстве аппаратов и сварочных горелок. Мы выделили три условных разновидности плазменных аппаратов и далее расскажем о них поподробнее.

Аппарат микроплазменный

Микроплазменные аппараты чрезвычайно функциональны, хоть и выдают максимальный ток в 25 Ампер. Такие устройства предназначены как для очень точных и сложных ювелирных работ, так и для сварки тонкого металла. Помимо этого, микроплазменные аппараты можно использовать для резки деталей, толщиной до 1 см.

Микроплазменный аппарат прост в своей конструкции и в применении. Он работает на постоянном токе. Диаметр сопла у горелки редко превышает 3 мм. В качестве рабочего газа используют ацетиленовые смеси. Катод – медный, с легированным гафнием.

Аппарат среднего тока

Аппарат среднего тока по своим характеристикам похож на обычный недорогой инвертор. Он выдает от 50 до 150 Ампер. Вот только сфера применения у него не так широка. Среднеточный аппарат зачастую используется для резки металлов. В качестве рабочего газа часто используют воздух. Но при желании можно использовать любой защитный газ.

Такие аппараты сложнее в своей конструкции, горелки тоже. Катод – вольфрам. Некоторые горелки могут быть оснащены дополнительной водной системой охлаждения для анода.

Аппарат сильноточный

Сильноточный аппарат получил свое название благодаря способны генерировать сварочный ток большого значения: от 150 Ампер и более. Такие аппараты практически не используются домашними или полупрофессиональными мастерами. Они применяются в промышленности и на крупных производствах. Для любительской сварки такие установки слишком мощные и неудобные для применения.

Как вы понимаете, конструкция у сильноточных аппаратов существенно сложнее, чем у двух других типов. Горелки также сложны и оснащены продвинутой системой охлаждения. Катоды используются вольфрамовые, с легированным бериллием или торием.

Вместо заключения

Плазменная сварка – это очень интересный, но нечасто применяемый метод сварки и резки. Он требует особых навыков от сварщика и покупки дорогостоящего оборудования, что не всегда оправдано в условиях домашней или даже полупрофессиональной сварки. Тем не менее, такие аппараты хорошо зарекомендовали себя в различных условиях. Но лучше всего они справляются с задачей при их внедрении в роботизированный аппарат на производстве. Посмотрите ниже видео о применении плазменного аппарата. Желаем удачи в работе!

Плазмотрон для резки металла: разновидности, фото конструкции и принципа действия + необходимое оборудование для работы

Плазморез нужен для того, чтобы резать металл. Для этого устройство использует направленные потоки газа, пропущенные через ионизатор. Почему это работает? Дело в законах физики. Благодаря им ионизированный газ способен пропускать ток, из-за этого создается поток плазмы высокого давления, который может с легкостью разрезать металл. Прогресс не стоит на месте.

Если раньше плазморезы можно было встретить только на больших заводах, то сейчас их можно использовать в быту. Они занимают мало свободного пространства, а их работа осуществляется от сети.

Содержание

Как выбрать плазмотрон

Для этого необходимо учитывать следующие параметры:

Какую максимальную толщину металла может разрезать устройство.
Какую силу тока использует плазморез при работе.
Какая система охлаждения установлена в плазморезе.
Какое напряжение потребляет устройство.

Наилучший плазморез охлаждается при помощи воды и обладает собственным компрессором для подачи воздуха. Однако такой прибор не подходит для быта. Цена у него также очень высокая.

Если выбирать между более дешевыми агрегатами, то важно выбрать хорошую систему охлаждения. Если этого не сделать, то при работе плазморез будет отключаться при сильном перегреве.

Система охлаждения не указывается производителем, поэтому стоит опираться на отзывы покупателей. В статье собраны лучшие плазморезы с учетом данного параметра.

MICROPLASMA 50

Данный плазморез подходит для профессиональной резки металла с минимальными погрешностями. Он находится на 10 месте лучших плазморезов. Это произошло из-за того, что он крайне дорогой (около 500 тысяч рублей).

Также это узкоспециализированный прибор. Устройство работает от 220 вольт, однако от обычной розетки эксплуатировать его не получится.
С помощью MICROPLASMA 50 удастся разрезать листы металла до 80 мм.
Благодаря многочисленным настройкам можно добиться плавного разрезания металла.
Также металл не будет терять свою форму, какую толщину бы он не имел.

Еще один недостаток – данное устройство нельзя приобрести в обычном магазине. Его изготавливают на заказ. При этом покупатель может указать производителю, какие опции стоит добавить, а какие убрать.

РУСЭЛКОМ CUT 40 (КR)

Благодаря российским инженерам, сегодня мы можем получить такие плазморезы, которые по качеству ничем не уступают западным аналогам. Также российские плазморезы имеют достаточно низкую цену.

Поэтому представленный агрегат – отличный выбор.

Аппарат потребляет 5 киловатт мощности.
Его легко может выдержать обычная домашняя розетка, что делает устройство пригодным для бытовых задач.

Единственный недостаток – здесь отсутствует встроенный компрессор. Еще у устройства присутствует только воздушное охлаждение.

BRIMA CUT-40

Данный плазморез имеет демократическую стоимость. Это самый бюджетный аппарат. Максимальная толщина металла, которую можно разрезать – 12 мм. Этого вполне хватит для бытовых задач.

Также это неплохой результат, учитывая размеры агрегата и его вес. Устройство потребляет 5 киловатт. Все это делает плазморез хорошим вариантом для покупки, но стоит помнить, что здесь нет хорошей защиты от перегрева. Из-за этого аппарат быстро перегревается.

TRITON CUT 70 PN

Это качественный, профессиональный инструмент, созданный китайскими инженерами. Им удалось сделать невероятный плазморез.

Он потребляет 11,5 киловатт, что не позволяет эксплуатировать агрегат от обычной домашней розетки.

Ни одна розетка такой нагрузки не сможет выдержать. 32 мм толщины металла можно легко разрезать таким устройством.
Несмотря на то, что устройство оснащено только воздушным охлаждением, его коэффициент полезного действия равен 80%.

Можно выделить недостаток в виде достаточно большой стоимости, но нельзя забывать, что это профессиональный плазморез, и среди профессиональных моделей цена на аппарат не очень высокая.

Кедр CUT-40

Это лучший вариант для домашнего использования. Кедр способен работать от обычной розетки. Устройство потребляет 4 киловатта.

Оно способно резать разнообразные материалы.

Главное, чтобы они не превышали 10 мм в толщину.
Весомое преимущество у этого плазмореза заключается в возможности гибкой настройки.
Не нужно ничего регулировать вручную. Достаточно выбрать тип металла.Это позволит снизить потерю формы у металла.
Однако у пользователя пропадает возможность настраивать устройство более точно.
Сделать это возможно только при использовании глазомера. В аппарате присутствует проблема перегрева.

В целом плазморез идеально подходит для дома или гаража.

РЕСАНТА ИПР-40К

Создателям данного плазмореза удалось сделать отличное устройство, подходящее для использования в быту и не вызывающее перегрузок. Агрегат легко разрежет металл не толще 12 мм.

Обладая маленькими размерами, плазморез использует воздушное охлаждение.

Для таких компактных размеров это нормально, однако долгой работы от устройства ждать не стоит.
Коэффициент полезного действия достаточно низкий и равняется 35%.
Это делает аппарат пригодным только для дома.

Следует относиться с осторожностью к данному плазморез, поскольку встроенные системы защиты могут давать сбои в работе.

Fubag PLASMA 40

Обычно плазморезы имеют большие размеры, но не в этом случае. Данный аппарат – очень маленькое устройство, но производитель сумел поместить внутрь передовое оборудование.

Примечательно, что это профессиональный плазморез, который нельзя использовать в домашних условиях.
Он потребляет 3,8 киловатт. Максимальная толщина металла при резке должна составлять 15 мм.
Разработчики также сделали нормальные системы охлаждения. Благодаря небольшому весу агрегат легко переносить.

Используя плазморез, можно легко разрезать любой металл. Важно лишь правильно его выбрать в зависимости от поставленной задачи.

Виды и особенности плазменной сварки

Плазменная сварка является достаточно молодым методом соединения деталей. Несмотря на то, что он появился относительно недавно, уже набрал большую популярность за счет своих преимуществ и возможностей. Рассмотрим более подробно, что такое плазменная сварка, в чем она заключается и чем отличается от других видов сварок.

Сущность плазменной сварки

Плазмой называется состояние газа, в которое оно переходит под воздействием электрической дуги. Образуется она в специальном наконечнике, который называется плазмотрон (это как горелка в газовой сварке). Плавление плазмой – это такая техника, при которой для образования плазмы применяются горелка, в которой находится вольфрамовый электрод, сопла плазмы и труб подачи газа и водяного охлаждения. Данный вид незаменим для обработки изделий из металла высокой прочности и толщины (до 9 мм). Он немного схож с методикой дуговой сварки, но в отличие от электрода, который обеспечивает нагрев до 5-7 тысяч градусов, воздействует на изделие сверхвысокой температурой – до 30 тысяч градусов. От этого данный способ часто называют «плазменно-дуговая сварка». Выполнять работы таким аппаратом можно в любом пространственном положении изделия.

Плазменная сварка металла, благодаря высокой температуре воздействия на изделие позволяет обрабатывать широкий спектр металлов – бронза, титан, нержавейка, углеродистая сталь, латунь, чугун, алюминий. Такой способ применяется в разных отраслях производств – приборостроение, машиностроение, пищевая промышленность, изготовление медицинского оборудования, ювелирное дело, химическое производство и многие другие. Плазменная сварка и резка металлов необходима и незаменима практически в каждом производстве.

Плазменная сварка и резка металлов бывает двух видов:

Плавление металла дугой, которая возникает между изделием и неплавящимся электродом
Сварка плазменной струей, которая образуется благодаря дуге горит между наконечником плазмотрона и неплавящимся электродом.

В качестве материалов для образования плазмы чаще всего применяется воздух, кислород, аргон и азот. Величина тока в плазме может быть разной, и различают три подвида:

Микроплазменная сварка, которая реализуется на малом токе до 25 А
Работа на средних токах – до 150А
На больших токах, свыше 150А.

Говоря простыми словами, суть данного способа состоит в ионизации рабочего газа, который под давлением переходит в состояние плазмы и обеспечивает высокую температуру, используемую для расплавления металлов для резки или соединения.

Технология плазменной сварки делится на две разновидности:

плазменная сварка прямого действия;
плазменная сварка косвенного действия.

Плазменная сварка прямого действия

Это самый распространенный вид соединения металлов в данной технике исполнения швов. Он реализуется за счет электрической дуги, которая возбуждается между электродом и рабочим изделием.

Плазменная сварка алюминия должна проводиться крайне осторожно, так как этот плавиться при температуре 660,3 градуса. Важно контролировать весь процесс, чтобы не допустить пропал. В инструкции к аппаратам есть таблица, в которой указана рекомендованная сила тока для каждого вида металла. Например, плазменная сварка нержавейки проводится на среднем токе, а стали – на высоком.

В дуге прямого действия изначально возбуждается дуга на малых токах, между соплом и заготовкой, после касания плазмой свариваемого изделия возбуждается основная дуга прямого действия. Питание дуги может выполняться переменным и постоянным током прямой полярности, а ее возбуждение осуществляется осциллятором.

Плазменная сварка косвенного действия

В данном случае плазма образуется похожим способом, как и в плазменной сварке прямого действия. Отличие состоит в том, источник питания подключен к электроду и соплу, в результате чего образуется дуга между ними, и как следствие, на выходе из горелки — плазменная струя. Скорость выхода потока плазмы контролируется давлением газа. Основной секрет кроется в том, что газ, переходя в состояние плазмы увеличивает свой объем в 50 раз, за счет чего буквально вылетает из аппарата струей. Энергия расширяющегося газа совместно с тепловой энергией, сообщаемой струе газа, делает плазму мощным источником энергии.

Этот метод не так широко применяется, как первый, хотя имеет достаточное количество преимуществ. Во-первых, он обеспечивает бесперебойную работу даже при микроплазменной сварке (на малых токах). Во-вторых, он позволяет экономить газ (который стоит немало). В-третьих, за счет высокого давления практически нет разбрызгивания. Таким способом можно и варить и резать металл, но для резки не потребуется инертный газ, так как его функция – защищать сварочную ванну, а при разрезании металла она не образуется.

В завершение можно отметить, что устройство горелки прямого и косвенного метода сильно не отличаются. На картинке слева указана технология образования плазменной струи. Процесс происходит следующим образом: вольфрамовый электрод 2 подключен к отрицательному заряду, а сопло 4 к положительному. За счет этого дуга образуется между соплом и электродом,что характерно при косвенном методе.

На картинке справа, при прямом методе, дуга образуется между негативно-заряженным электродом и рабочей деталью, с положительным зарядом. Для поджога и возбуждения дуги используется временно подающийся ток на сопло, который после возбуждения дуги отключается.

Аппарат для работы

Аппарат воздушно плазменной сварки представляет собой небольшое техническое оборудование, весом не более 9-10 килограмм. Принцип работы его следующий: внутри находятся схемы управления, выпрямитель тока и трансформатор. Для работы к нему подключается установка с рабочими газами в баллонах – для образования плазмы и инертный газ, необходимый для защиты сварочного шва от окисления. На выходе подключается горелка с газами отдельно для резки. В связи с тем, что данный способ образует слишком высокий температурный режим, в горелке есть специальный отсек для охлаждающей жидкости. Данный аппарат по внешним признаком похож на инвертор. В продаже представлено множество моделей с различными функциями. Если говорить о самом простом, он самый компактный (около 5 кг) с минимальным количеством настроек, в которых разберется не то что новичок, а даже ребенок.

Модели, которые в цене дороже, имеют дополнительные настройки и функции, которые кроме резки и сварки могут выполнять пайку, воронение, оксидирование и закалку металла. Самыми простыми изделия считаются с минимально мощностью до 12А. Их стоимость колеблется в пределах 30 тысяч русских рублей. Оборудование на класс выше и мощнее, до 150А стоят от 40 и до 150 тысяч, зависимо от производителя и дополнительных функций. Самые дорогие модели имеют мощность от 150А, а их стоимость может даже превышать миллион рублей. Для профессионалов, которые постоянно занимаются сплавлением, рекомендуется приобретать качественное и дорогое оборудование. Заплатив один раз можно получить многофункциональное устройство, с помощью которого можно выполнять всевозможные процедуры по металлообработке.

Преимущества и недостатки

Плазменная сварка прямого действия и косвенного имеет свои преимущества и недостатки, как и другие виды сварки. Основными плюсами, что делают этот метод незаменимым для использования во многих промышленных отраслях, являются следующие:

высокий коэффициент полезного действия и высокая скорость выполнения работ;
высококачественная резка металла оставляет гладкие кромки и не требует дополнительной их обработки;
возможность варить и резать изделия, толщиной почти в сантиметр;
при работе нет шлаков и отходов;
контроль глубины провара металла, что позволяет избежать пропалов и деформации;
простота в использовании аппарата.

Кроме положительных моментов, можно отметить несколько недостатков:

дороговизна оборудования и высокая стоимость работ;
в сфере профессионального использования высокие требования к мастеру;
необходимость постоянного контроля над охлаждением, из-за высокой рабочей температуры.

В принципе, все эти минусы, можно превратить в плюсы, если посмотреть на это с другой стороны. Профессиональный мастер, имеющий качественное оборудование может работать в любой сфере и при этом зарабатывать хорошие деньги.

Советы от профессионалов

перед началом соединения деталей подготовить рабочее место и форму для мастера;
проверить исправность аппарата и давление в баллонах;
плазменная сварка алюминия должна производиться на низком токе;
плазмотрон для сварки необходимо прочищать (продувать) перед началом процесса;
микроплазменная сварка – идеальный вариант для осваивания данной техники начинающим;
технология плазменной сварки выбирается самим мастером, так как оба способа имеют свои преимущества.

Читайте также: