Prelucrarea materialelor cu plasmă

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Introducerea prelucrării cu plasmă în industrie a marcat o descoperire tehnologică și o tranziție la un nivel de producție calitativ nou. Domeniul de aplicare al proprietăților utile ale plasmei este foarte extins. În primul rând, aceasta este producția de dispozitive electronice și dispozitive semiconductoare. Fără gravarea chimică cu plasmă, computerele personale moderne de în altă performanță ar vedea cu greu lumina. Dar asta nu este tot.

Prelucrarea cu plasmă ionică este utilizată și în optică și inginerie mecanică pentru lustruirea produselor, aplicarea straturilor de protecție, saturarea prin difuzie a suprafeței metalelor și aliajelor, precum și pentru sudarea și tăierea tablelor de oțel. În această lucrare, accentul este pus pe tehnologiile de sudare și tăiere cu plasmă.

Dispoziții generale

Din lecțiile de fizică din școală, toată lumea știe că materia poate exista în patru stări: solidă, lichidă, gazoasă și plasmă. Cele mai multe întrebări apar atunci când se încearcă reprezentarea ultimului stat. Dar, de fapt, totul nu este atât de dificil. Plasma este, de asemenea, un gaz, doar moleculele sale sunt, după cum se spune, ionizate (adică separate de electroni). Această stare poate fi atinsăîn multe feluri: ca urmare a expunerii la temperaturi ridicate, precum și ca urmare a bombardării cu electroni a atomilor de gaz în vid.

O astfel de plasmă se numește temperatură joasă. Această fizică a procesului este utilizată în implementarea depunerii cu plasmă (gravare, saturare) în vid. Prin plasarea particulelor de plasmă într-un câmp magnetic, acestea pot fi direcționate în mișcare. După cum a arătat practica, o astfel de prelucrare este mai eficientă într-o serie de parametri ai operațiilor clasice din tehnologia ingineriei mecanice (saturare în medii pulbere, tăiere cu flacără, turnare cu o pastă pe bază de oxid de crom și așa mai departe).

Tipuri de tratament cu plasmă

În prezent, plasma este utilizată activ în aproape toate industriile și economia națională: medicină, inginerie, instrumente, construcții, știință și așa mai departe.

Pionier în aplicarea tehnologiei cu plasmă a fost instrumentația. Aplicarea industrială a prelucrării cu plasmă a început cu utilizarea proprietăților gazului ionizat pentru a pulveriza tot felul de materiale și a le aplica pe căptușeli, precum și pe canale de gravare pentru a obține microcircuite. În funcție de unele caracteristici ale dispozitivului instalațiilor tehnologice, se disting gravarea chimică cu plasmă, gravarea ion-chimică și gravarea cu fascicul ionic.

Dezvoltarea plasmei este o contribuție incredibil de valoroasă la dezvoltarea tehnologiei și la îmbunătățirea, fără exagerare, a calității vieții întregii omeniri. Cu trecereatimp, domeniul de aplicare a ionilor de gaz s-a extins. Și astăzi, prelucrarea cu plasmă (sub o formă sau alta) este folosită pentru a crea materiale cu proprietăți speciale (rezistență la căldură, duritate a suprafeței, rezistență la coroziune și așa mai departe), pentru tăierea eficientă a metalelor, pentru sudare, pentru lustruirea suprafețelor și eliminarea microrugozității.

Această listă nu se limitează la utilizarea tehnologiilor bazate pe efectul plasmei asupra suprafeței tratate. În prezent, mijloacele și metodele de pulverizare cu plasmă sunt dezvoltate în mod activ folosind diferite materiale și moduri de procesare pentru a obține proprietăți mecanice și fizice maxime.

Esența sudării cu plasmă

Spre deosebire de instalațiile de saturație cu plasmă ionică și pulverizare, în acest caz, tratamentul cu plasmă se realizează folosind plasmă la temperatură în altă. Eficiența acestei metode este mai mare decât atunci când se utilizează metode tradiționale de sudare (flacără, arc electric, sudare cu arc scufundat și așa mai departe). Ca amestec de gaz de lucru, de regulă, se utilizează aer atmosferic obișnuit sub presiune. Astfel, această tehnică se caracterizează prin absența costurilor pentru gazele consumabile.

Avantajele sudării cu plasmă

În comparație cu sudarea tradițională, folosirea unei mașini de sudură cu plasmă este mai sigură. Motivul este destul de clar - utilizarea oxigenului atmosferic sub presiune ca gaz de lucru. În prezent, siguranței în producție i se acordă o atenție deosebită de către proprietaricompanii, directori și autorități de reglementare.

Un alt avantaj foarte important este calitatea în altă a sudurii (înclinare minimă, lipsă de penetrare și alte defecte). Deși, pentru a învăța cum să folosești cu pricepere un aparat de sudură cu plasmă, sunt necesare multe luni de practică. Numai în acest caz, sudura și îmbinările în ansamblu vor îndeplini standarde în alte.

Această tehnologie are o serie de alte avantaje. Printre acestea: viteza mare a procesului de sudare (creșterea productivității), consum redus de resurse energetice (electricitate), precizie ridicată a conexiunii, fără deformare și deformare.

Echipament de tăiere cu plasmă

Procesul în sine este foarte sensibil la sursele curente utilizate. Prin urmare, este permisă utilizarea numai a transformatoarelor de foarte în altă calitate și fiabile, care demonstrează constanța tensiunii de ieșire. Transformatoarele descendente sunt utilizate pentru a converti tensiunea mare de intrare în tensiune scăzută de ieșire. Costul unui astfel de echipament este de câteva ori mai mic decât costul convertoarelor tradiționale pentru sudarea cu arc electric. Sunt și mai economice.

Echipamentul de tăiere cu plasmă este ușor de utilizat. Prin urmare, dacă aveți cel puțin experiență și abilități minime, puteți face singur toate lucrările de sudură.

Tehnologie de sudare cu plasmă

În funcție de tensiunea de alimentare, sudarea cu plasmă se împarte în microsudura, sudarea încurent mediu și mare. Procesul în sine se bazează pe acțiunea unui flux direcționat de plasmă la temperatură în altă asupra unui electron și asupra suprafețelor de sudat. Electrodul se topește, rezultând o îmbinare de sudură permanentă.

Tăiere cu plasmă

Tăierea cu plasmă este un proces în care un metal este tăiat în părțile sale componente printr-un flux direcționat de plasmă la temperatură în altă. Această tehnologie oferă o linie de tăiere perfect uniformă. După un tăietor cu plasmă, este eliminată necesitatea prelucrării suplimentare a conturului produselor (fie material din tablă sau produse din țevi).

Procedeul poate fi realizat atât cu un tăietor manual, cât și cu o mașină de tăiat cu plasmă pentru tăierea tablei de oțel. Plasma se formează atunci când un arc electric este aplicat fluxului de gaz de lucru. Ca urmare a încălzirii locale semnificative, are loc ionizarea (separarea electronilor încărcați negativ de atomii încărcați pozitiv).

Aplicații de tăiere cu plasmă

Jetul de plasmă la temperatură în altă are o energie foarte mare. Temperatura sa este atât de ridicată încât evaporă literalmente multe metale și aliaje cu ușurință. Această tehnologie este folosită în principal pentru tăierea tablelor de oțel, a tablelor de aluminiu, bronz, alamă și chiar titan. În plus, grosimea foii poate fi foarte diferită. Acest lucru nu va afecta calitatea liniei de tăiere - va fi perfect netedă și uniformă, fără dungi.

Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că, pentru a obține o calitate în altă și uniformătăiat atunci când lucrați cu material cu pereți groși, trebuie să utilizați o mașină de tăiat cu plasmă. Puterea unei torțe de mână nu va fi suficientă pentru a tăia metal cu o grosime de 5 până la 30 de milimetri.

Tăiere cu gaz sau tăiere cu plasmă?

Ce tip de tăiere și tăiere a metalului ar trebui să fie preferat? Ce este mai bun: tehnologia de tăiere cu oxicombustibil sau de tăiere cu plasmă? A doua opțiune este poate mai versatilă, deoarece este potrivită pentru aproape orice material (chiar și pentru cele predispuse la oxidare la temperaturi ridicate). În plus, tăierea cu plasmă se realizează folosind aer atmosferic obișnuit, ceea ce înseamnă că nu necesită achiziționarea de consumabile scumpe. Și linia de tăiere este perfect uniformă și nu necesită rafinament. Toate acestea în combinație reduc semnificativ costul produsului și fac produsele mai competitive.

Materiale de tăiere cu plasmă

Ar trebui luat în considerare faptul că grosimea maximă admisă a metalului sau aliajului prelucrat depinde de materialul în sine sau de calitatea acestuia. Pe baza multor ani de experiență în producție și experiență în cercetare de laborator, experții dau următoarele recomandări cu privire la grosimea materialelor prelucrate: fontă - nu mai mult de nouă centimetri, oțel (indiferent de compoziția chimică și prezența elementelor de aliere) - nu mai mult de cinci centimetri, cupru și aliaje pe bază de acesta - nu mai mult de opt centimetri, aluminiu și aliajele sale - nu mai mult de 12 centimetri.

Toate valorile enumerate sunt tipice pentru manualprelucrare. Un exemplu de astfel de unitate produsă intern este aparatul cu plasmă Gorynych. Este mult mai ieftin decât analogii străini, în timp ce nu este în niciun fel inferior și poate chiar superior lor în calitate. Pe piață este prezentată o gamă largă de dispozitive de la acest producător, care sunt concepute pentru a efectua diverse lucrări (sudura casnică, tăierea și sudarea metalelor de diferite grosimi, inclusiv). Foile mai groase pot fi procesate numai pe mașini de mare putere.

Metode existente de tăiere cu plasmă

Toate metodele existente de tăiere cu plasmă pot fi împărțite în jet și arc. Mai mult, nu contează deloc dacă se folosește o mașină de tăiat manual sau o mașină de tăiat și tăiat cu plasmă CNC. În primul caz, toate condițiile necesare pentru ionizarea gazului sunt implementate în mașina de tăiere. Un astfel de dispozitiv poate prelucra aproape orice materiale (metale și nemetale). În cel de-al doilea caz, materialul care este prelucrat trebuie să aibă conductivitate electrică (în caz contrar, nu se va produce arc electric și se va produce ionizarea gazului).

Pe lângă diferențele în modul de formare a plasmei, prelucrarea cu plasmă poate fi clasificată și în funcție de caracteristicile tehnologice de tăiere în simplă (fără utilizarea de substanțe auxiliare), prelucrare cu apă și prelucrare în mediu gazos protector. Ultimele două metode vă permit să creșteți semnificativ viteza de tăiere și, în același timp, să nu vă fie frică de oxidarea metalelor.