Оборудование для плазменной наплавки

Плазменная сварка активно используется не только в промышленных масштабах, но и при домашних ремонтно-строительных работах. Поскольку спрос на данную технологию не уменьшается, а наоборот, неуклонно растет, рассмотрим технологию данной сварки, необходимое для процесса оборудование и его основные свойства.

Назначение оборудования для плазменной сварки

Использование специальных видов металлов и их сплавов требует применения особых способов сварки. Ведь в большинстве случаев нержавеющая сталь, цветные металлы и другие материалы данной группы не поддаются обработке традиционными сварочными аппаратами. По этой причине была создана технология плазменной сварки, которая на данный момент нашла широкое применение в строительных и ремонтных работах.

Плазменная обработка основана на использовании ионизированного газа. Благодаря его свойствам температура сварочной дуги находится в границах от 5 до 30 тысяч градусов по Цельсию. Обычные сварочные аппараты могут достигать не более, чем 5 тысяч градусов. Под воздействием ионизированным газом на поверхность металла его ограниченная поверхность легко поддается плавлению.

Чем отличается оборудование плазменной сварки от оборудования плазменной резки

Устройства, предназначенные для проведения сварки, производятся преимущественно в универсальном формате, позволяющем проводить сварку в различных направлениях и плоскостях. Например, зона работы сосредоточена на потолке или вертикальной стене и т. д. Сварочные аппараты, основанные на плазменных методах, работают по принципу плавления кромок деталей с последующим их соединением.

Оборудование плазменной сварки можно классифицировать по нескольким параметрам:

  1. По типу воздействия — прямое и косвенное.
  2. По методам стабилизации дуги — посредством газа, воды или магнитного поля.
  3. По силе тока — для микроплазменной сварки, на средних и высоких токах.

Устройства резки в свою очередь делятся на:

  • Трансформаторные и инверторные.
  • Водно-плазменные и воздушно-плазменные.
  • Контактные и бесконтактные.

Основное отличие работы устройств сварки от устройств резки в следующем:

  • Сварка проводит одновременно разрезание заготовок и заваривание мест разреза.
  • Резка расплавляет металл в месте, подверженном обработке, и затем выдувает с помощь фракции разжиженный материал.

Особенности оборудования для плазменной дуговой сварки

Плазменная дуга уступает по уровню возможностей лишь электронному и лазерному лучам. В остальном данный способ сварки более эффективен по сравнению с традиционными методами обработки металлов. Основные его преимущества делают использование плазмы более универсальным:

  • Давление на металлы увеличивается в несколько раз. Обычно показатели колеблются от 6 до 8 или 10.
  • Плазменная дуга получается меньшего диаметра, что позволяет работать более аккуратно и выполнять тонкую работу.
  • Дуга из плазмы поддерживается при наличии достаточно малого тока от 0,2 до 30 ампер.
  • Дуга имеет форму цилиндра, а не конуса.

В зависимости от того, какие задачи потребуется выполнить, оборудование плазменной сварки делится на 3 типа:

  1. микроплазменная аппаратура с силой тока от 0,1 до 25 А;
  2. оборудование со средними токами силой от 50 до 150 А;
  3. оборудование с большими токами силой от 150 А.
Читайте также:  Лампа для обработки помещений от бактерий

Оборудование для ручной сварки

Довольно популярные ручные сварочные аппараты:

  • «Горыныч» — удобный аппарат для бытового использования. На данный момент выпускается в нескольких моделях. Основное их отличие — мощность, изменяющаяся от 8,10 до 12 ампер.
  • Аппарат сварки и резки Plasma 33 multi. Использует воздушно-плазменную сварку, способен сваривать металлы толщиной до 8 мм.
  • Другие популярные модели смотрите в разделе аппаратов.

Оборудование для плазменной наплавки

Среди оборудования, используемого для наплавки — напыления устойчивого покрытия на металлическую поверхность — стоит обратить внимание на:

  • SNMI — установки французской компании, предназначенные для осуществления плазменной наплавки с использованием порошка.
  • Оборудование производителя Castolin-Eutectic — Micro GAP 50 DC. Используется для проведения ручной наплавки.

Основные виды оборудования

Аппараты — применяются для проведения сварочных работ вручную.
Установки — используются в промышленных масштабах. Мобильны, несмотря на крупные габариты изделия. Устанавливаются на специальных рамах.
Станки и машины — также служат для обеспечения промышленной сварки, более громоздкие и занимают больше места, чем установки. Но дают высокую скорость работы.

Наибольшее распространение получили именно аппараты и установки для плазменной сварки и резки, в том числе с ЧПУ.

Материалы плазменно-дуговой сварки

Расходные материалы требуются в любом производственном процессе. Плазменная сварка и резка — не исключение. Для работы с устройствами плазменной обработки металлов требуются следующие расходники:

  • Электроды, изготавливаемые из тугоплавких материалов, таких как вольфрам, цирконий или гафний. Электрод является одной из основных деталей плазматрона и подбирается в зависимости от типа работы.
  • Сопло. Для его изготовления используется медь или сталь. Изнашивается наиболее быстро из-за особенностей работы аппарата.
  • Завихритель или диффузор. Увеличивает давление и обеспечивает расширение, замедляя поток.

Обслуживание оборудования для плазменной сварки

Как и любое другое устройство, аппараты и установки плазменной сварки и резки металлов требуют внимания и ухода. Особенно это касается ремонта оборудования. Он может потребоваться в нескольких случаях:

  • При выходе из строя конкретных деталей. Чаще всего это расходные материалы, указанные в пункте выше.
  • При возникновении короткого замыкания.
  • При сильных перепадах напряжения.

Вне зависимости от типа поломки владелец оборудования может потратить не так много времени на его ремонт. Это обусловлено стремлением производителей сделать починку устройств максимально удобной и простой. В аппаратуре зачастую не требуется производить замену всего модуля. Достаточно поменять одну изношенную или поврежденную деталь.
Обязательно нужно соблюдать условия эксплуатации аппаратуры. Такие как работа в сухом и максимально чистом помещении. Наличие пыли и влаги только испортит устройство.

Приглашаем к сотрудничеству

Читайте также:  Чем склеить дерево и металл

Единая справочная, звонок по России бесплатный

8-800-100-00-69 в будние дни с 9:00 по 18:00

Плазменная наплавка — это процесс нанесения металла плазменной струей, при котором восстанавливаемая деталь включена в цепь нагрузки. Плазмой называют частично или полностью ионизированный газ, состоящий из ионов, электронов, нейтральных атомов и молекул. В отличие от термоядерной «горячей» плазмы с температурой в десятки миллионов градусов при газовом разряде возникает «холодная» плазма, имеющая температуру до 50 000°С. В плазмотронах столб электрической дуги сжимают водоохлаждающим соплом, получая так называемую сжатую дугу. При этом ее температура значительно повышается.

Принцип устройства плазмотронов показан на рис. 2.30. Электрическая дуга 2 возбуждается между электродом 1 и водоохлаждаемым соплом 3. В канал сопла подается газ, который, проходя через плазму дуги, ионизируется и вытекает из сопла в виде ярко светящейся струи 4 (см. рис. 2.30, а). Потоки холодного газа, образующиеся в результате интенсивного отвода теплоты соплом, теплоизолируют плазменную дугу от стенок сопла. Плазменную дугу такого вида называют дугой косвенного действия в отличие от дуги прямого действия (см. рис. 2.30, б), при котором плазменная дуга 2 горит между электродом 1 и изделием 5.

Рис. 2.30. Устройство плазмотрона: а — дуга косвенного действия; б — дуга прямого действия

В качестве материалов при плазменной наплавке используют порошки, проволоку, прутки. Преимущества этого процесса — малая глубина проплавления основного металла, возможность наплавки тонких слоев, высокое качество наплавленного металла.

При плазменно-порошковой наплавке используют три вида плазменной дуги — прямого, косвенного действия и комбинированную. Последняя обладает лучшими технологическими возможностями, позволяя осуществлять в широком диапазоне раздельное регулирование степени нагрева присадочного материала и основного металла.

Схема горелки представлена на рис. 2.31. Между электродом 1 и внутренним соплом 3 возбуждают дугу. Плазмообразующий газ, проходя через нее, создает плазменную струю 4 косвенного действия, которая обеспечивает расплавление присадочного порошка. Дуга прямого действия, горящая между электродом 1 и основным металлом, совпадает с плазменной струей 6 прямого действия, которая создает необходимый нагрев поверхности, обеспечивая сплавление присадочного и основного металлов. Изменяя силу тока дуги прямого действия, можно достичь минимальной величины проплавления основного металла.

Рис. 2.31. Схема плазменной наплавки с вдуванием порошка в дугу:

7 — вольфрамовый электрод; 2 — источник питания дуги косвенного действия; 3 — внутреннее сопло; 4 — плазменная струя косвенного действия; 5 — наружное сопло; 6 — плазменная струя прямого действия; 7 — источник питания дуги прямого действия

Если при однослойной наплавке под флюсом доля основного металла в наплавленном составляет 60%, то плазменная наплавка позволяет получать в первом слое долю основного металла до 5%. При наплавке плазменная струя окружена соосным потоком защитного газа, обеспечивающим защиту наплавленного металла. Поскольку резкие колебания давления дуги отсутствуют, наплавленная поверхность получается гладкой с минимальным припуском на механическую обработку.

Если плазменно-порошковую наплавку осуществляют с подачей порошка в хвостовую часть ванны, то обеспечивается более надежная подача присадочного порошка. При наплавке порошков карбида они не разлагаются, так как, попадая в ванну, минуют разрушающее действие электрической дуги. При этом наплавленный металл получает строение композиционного сплава. Для наплавки применяют порошки с частицами шаровидной формы размером 40—400 мкм, а в хвостовую часть ванны подается более крупная фракция порошка.

Читайте также:  Оборудование для мытья машины

Плазменная наплавка с токоведущей присадочной проволокой (рис. 2.32) обеспечивает минимальное проплавление основного металла при достаточно высокой производительности процесса. При этом способе сжатая дуга 7используется для плавления присадочной проволоки и подогрева изделия 6. Косвенная дуга горит между вольфрамовым электродом / и соплом 4, а дуга прямого действия — между вольфрамовым электродом 1 и проволокой 5. Основной металл получает теплоту от перегретого металла плавящейся проволоки и от плазменной дуги. При наплавке хромоникелевых коррозионностойких сталей на углеродистые глубина проплавления основного металла составляет 0,2—0,5 мм, а высота наплавленного валика — 4,5—5 мм. При наплавке меди на сталь проплавление основного металла вовсе отсутствует.

Изменяя силу тока, регулируют долю основного металла и производительность наплавки.

Наплавка косвенной дугой токоведущей проволокой позволяет снизить долю участка основного металла в первом наплавленном слое до 4%, что важно для обеспечения требуемых физико-механических свойств процесса.

Плазменная наплавка с неподвижной присадкой нашла применение в промышленности, например при наплавке клапанов двигателей автомобилей. Спеченное присадочное кольцо помещают на клапан и расплавляют плазменной дугой. При этом на фаске клапана образуется слой жаропрочного сплава.

Рис. 2.32. Схема плазменной наплавки с токоведущей присадочной проволокой:

7 — вольфрамовый электрод; 2 — изолятор; 3 — плазмообразующее сопло; 4 — защитное сопло; 5 — токоведущая проволока (пруток); б — изделие; 7 —

Высокую производительность (до 30 кг/ч) обеспечивает плазменная наплавка с подачей в ванну двух плавящихся электродов (рис. 2.33). Электроды / подключены последовательно к источнику переменного тока 2, с помощью которого они разогреваются проходящим через них током почти до температуры плавления. Электроды / подают в хвостовую часть ванны, защищаемую газом, который поступает из специального сопла 3. Передняя часть ванны защищается плазмообразующим газом.

Рис. 2.33. Схема плазменной наплавки с подачей в ванну двух плавящихся электродов:

7 — токоведущие электроды; 2 — источник переменного тока; 3 — защитное сопло;

ПГ — плазмообразующий газ; ЗГ — защитный газ; В — вода

Плазменную наплавку баббита на сталь выполняют на переменном токе с использованием баббитовых прутков в качестве электродного материала. Такой процесс позволяет осуществлять катодную очистку поверхности основного металла потоком плазменной струи в тот полупериод, когда к изделию приложено отрицательное напряжение. Катодная очистка при наплавке обеспечивает смачиваемость стали баббитом.