Установки плазменной сварки: Установки для плазменной сварки : примеры, характеристики

Определение

ПЛАЗМЕННАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА — это, по сути, расширение процесса дуговой сварки вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW или TIG). Однако он имеет гораздо более высокую плотность энергии дуги и более высокую скорость плазменного газа благодаря тому, что плазма проталкивается через сужающее сопло.

Процесс плазменной дуговой сварки обычно используется для сварки и наплавки. Он может сваривать наиболее распространенные металлы толщиной до 10 мм. С помощью подходящих горелок его можно использовать даже на алюминии с толщиной листа до 5 мм.

Основное применение плазменной сварки, также называемой PAW, – это строительство контейнеров и производство труб, где автоматизация сварки очень популярна и эффективна.

Пример токарного станка, оснащенного аппаратом плазменной дуговой сварки. Плазменная сварочная горелка перемещается вдоль детали или вокруг нее. Этот токарный станок был разработан для выполнения сварки за один проход нержавеющей стали 316L толщиной 4, 8 или 10 мм.

Преимущества плазменной сварки

• Механическое сужение дуги водоохлаждаемым соплом позволяет производить сварку большей толщины при квадратной стыковой подготовке (от 3 мм до 10 мм) с меньшей зоной термического влияния (шов «замочная скважина»).
• Увеличена скорость сварки с 50 мм/мин до 500 мм/мин, в зависимости от материала и толщины материала.
• Уменьшение количества слоев сварки при большей толщине в сочетании с процессом горячей проволоки.
• Высокий срок службы электрода за счет использования вспомогательной дуги.
• Отличное качество сварки.
• Минимальные искажения.
• Односторонняя сварка с хорошим проплавлением корня.
• Сварка во всех положениях с синхронизацией импульсного тока и плазмообразующего газа.

Polycar, оснащенный плазменной сварочной горелкой с катушкой для проволоки. Этот плазменный автоматический сварочный аппарат смонтирован на фиксированном рельсе двутавровой балки. Это оборудование для плазменной дуговой сварки предназначено для выполнения продольных или круговых сварных швов в горизонтальном или вертикальном положении

Рабочие характеристики процесса плазменной сварки с использованием присадочной проволоки

• Стыковая сварка материалов толщиной от 3 мм до 8 мм с квадратной разделкой кромок.
• Возможность использования процесса горячей проволоки для слоя(ев) заполнения.
• Синхронизация импульсного тока и плазменного газа для сварки в нерабочем положении.

Подготовка шва к плазменной сварке

При толщине материала от 5 мм до 7 мм: v- подготовка (30°, 70° или 90°, в зависимости от комбинации процессов и количества слоев наполнителя). Поддерживая правильное расстояние между соплом горелки и заготовкой, это гарантирует беспроблемное зажигание дуги плазменной сварки.

Характеристики сварочной ванны при плазменно-дуговой сварке

При плазменной сварке в замочную скважину поперечное сечение сварочной ванны имеет форму винного бокала. В корне сварочная ванна очень узкая, а вверху она непропорционально расширяется. Быстрое охлаждение корня и более медленное затвердевание верхней части уравновешивают сварочную ванну.

Polycar, оснащенный плазменной сварочной горелкой с катушкой для проволоки. Этот плазменный автоматический сварочный аппарат смонтирован на фиксированном рельсе двутавровой балки. Это оборудование для плазменной дуговой сварки предназначено для выполнения продольных или круговых сварных швов в горизонтальном или вертикальном положении

Поведение сварочной ванны при плазменной сварке

Важным фактом при рассмотрении влияющих факторов является разница во времени между затвердеванием сварочной ванны в области корня и в области поверхности. Чем больше разница, тем лучше контроль сварочной ванны.

Поверхностное натяжение и вязкость сварочной ванны являются основными факторами, определяющими ее равновесие.

Факторы, поддерживающие устойчивость сварочной ванны

Эти факторы могут влиять на равновесие сварочной ванны, создаваемой аппаратом плазменной сварки:

• Размер сварочной ванны
• Физические свойства сварочной ванны
• Подготовка под сварку
• Скорость сварки

Размер сварочной ванны при плазменной сварке

На вязкость расплавленного металла повлиять невозможно. Однако можно контролировать объем металла шва и его затвердевание, специально изменяя параметры сварки в процессе сварки.

Физические свойства плазменной сварочной ванны

Сварочную ванну легче контролировать, если она соответствует следующим требованиям:

• Квадратная подготовка кромок под углом 90 градусов.
• Диаметр замочной скважины должен быть как можно меньше (между 1 и 3 мм).

Подготовка к сварке

Чтобы не повлиять на равновесие сварочной ванны, параметры плазменной сварки должны контролироваться, а подготовка шва должна быть неизменно хорошей. Эта консистенция оказывает непосредственное влияние на регулярность сварки. Плазменные сопла специально разработаны для определенных максимальных токов; при приближении к этому пределу; могут образовываться блуждающие дуги, влияющие на плазменную дугу и поток плазмообразующего газа.

Скорость сварки

Если плазменная сварка с замочной скважиной выполняется при слишком низкой скорости сварки, это приведет к неравномерному сварному шву или, в крайних случаях, может привести к отпадению сварного шва. На практике сварочный ток и объем газа должны быть установлены таким образом, чтобы плазменная струя была достаточно сильной, чтобы полностью проникнуть в заготовку. Для получения идеального сварного шва скорость сварки должна соответствовать этим параметрам.

Критерии использования плазменной сварки с замочной скважиной

Продольная сварка в любом положении не представляет особых проблем для всех аппаратов плазменной дуговой сварки. Синхронизация импульсного тока и плазмообразующего газа требует соответствующей системы управления.

Однако с орбитальной плазменной сваркой связаны две трудности:

1. Закрытие замочной скважины
2. Риск проникновения подбарабанья в положении от 6 до 9 часов. Все остальные позиции легко освоить.

Скорость потока плазмообразующего газа должна быть установлена ​​таким образом, чтобы предотвратить «выдувание» материала и исключить ошибки склеивания или непреднамеренные включения.

Со специальной насадкой плазменные горелки также можно использовать для сварки TIG. Центральный газ и плазменный газ контролируются отдельно. При использовании источника питания и плазменной/TIG-горелки возможны следующие варианты:

• обычный метод TIG
• Двойной газовый метод TIG  
• Плазменная сварка / плазменная сварка в замочную скважину

На диаграмме характеристические кривые U = f(I) сравнивают зарегистрированные значения напряжения дуги в зависимости от силы сварочного тока между процессами плазмы и TIG. Получается, что при одинаковой силе тока значения напряжения при плазменной сварке вдвое выше, чем при ТИГ. Это показывает влияние расстояния между электродом и заготовкой (которое больше в процессе плазменно-дуговой сварки) и второго газа (плазменного газа).

Каждый из этих методов можно также использовать для повышения производительности (улучшенная скорость наплавки) в сочетании с процессом плазменной сварки/ВИГ с горячей проволокой.

Плазменная сварка импульсным плазменным газом

Метод плазменной замочной сварки с использованием импульсного газа был разработан в отделе прикладных технологий ПОЛИСУД. Эта разработка позволяет проводить плазменную сварку во всех положениях. Скорость потока плазмообразующего газа используется для выработки кинетической энергии, необходимой для полного контроля замочной скважины.

Синхронизация импульсного сварочного тока и плазмообразующего газа снижает линейную потребляемую мощность. Объем и, следовательно, управление сварочной ванной плазмы может определяться этим «эффектом швейной машины».

Эффект швейной машины

• сильноточный >> сплав недрагоценных металлов
• слаботочный >> охлаждение
• усиление этого эффекта за счет уменьшения расхода плазмообразующего газа в слаботочной фазе >> прецизионный контроль замочной скважины

Кто мы

Polysoude специализируется на проектировании, разработке и производстве инновационных решений для дуговой сварки. Бренд является синонимом мирового опыта в 3 основных секторах: автоматические системы орбитальной сварки TIG, автоматизированные решения для сварки TIG и плазменной сварки, а также наплавка TIGer™.
Расположенная в Нанте с 1961 года, компания производит различные источники питания и оборудование для орбитальной сварки, специализируясь на орбитальной плазменной сварке и плазменной автоматической сварке, а также сварке в узкий раздел и наплавке.

В настоящее время компания Polysoude, ориентированная на интеллектуальное производство, разрабатывается с учетом требований Индустрии 4. 0.

Связаться с нами

Присоединяйтесь к нашему сообществу в LinkedIn: @Polsyoude

Следите за нами в социальных сетях:

Facebook @polysoude

Instagram @polysoudeglobal

Что такое плазменная сварка? — TWI

Плазменно-дуговая сварка (PAW) представляет собой процесс дуговой сварки, очень похожий на сварку TIG, поскольку дуга образуется между заостренным вольфрамовым электродом и заготовкой. Однако, поместив электрод внутри корпуса горелки, плазменную дугу можно отделить от оболочки защитного газа. Затем плазма пропускается через тонкое медное сопло, которое сужает дугу.

За счет изменения диаметра отверстия и расхода плазменного газа можно получить три режима работы —

Микроплазменная сварка (0,1 — 15 А)

Микроплазма используется для сварки тонких листов (толщиной до 0,1 мм), а также профилей из проволоки и сетки . Игольчатая жесткая дуга сводит к минимуму отклонение и искажение дуги.

Сварка на среднем токе (15–200 А)

При использовании в режиме плавления это альтернатива обычной сварке TIG. Преимуществами являются более глубокое проникновение (из-за более высокого потока плазменного газа), большая устойчивость к загрязнению поверхности, включая покрытия (электрод находится внутри корпуса горелки) и лучшая устойчивость к изменениям расстояния между электродом и заготовкой без значительного изменения подводимого тепла.

Сварка с отверстием под ключ (более 100 А)

За счет увеличения сварочного тока и потока плазменного газа создается очень мощный плазменный луч, который может обеспечить полное проникновение в материал, как при лазерной или электронно-лучевой сварке. Во время сварки образуется замочная скважина, которая постепенно прорезает металл, а расплавленная сварочная ванна течет позади, образуя сварной шов под действием сил поверхностного натяжения. Этот процесс можно использовать для сварки более толстых материалов (до 10 мм нержавеющей стали) за один проход.

Плазменная дуга обычно работает с источником постоянного тока с постоянным током (с падающей характеристикой). Поскольку его уникальные рабочие характеристики обусловлены особым расположением горелки и раздельными потоками плазмы и защитного газа, к обычному источнику питания TIG можно добавить консоль управления плазмой. Также доступны специализированные плазменные системы.

Хотя дуга зажигается с помощью ВЧ, сначала она образуется между электродом и плазменным соплом. Эта «пилотная» дуга удерживается в корпусе горелки до тех пор, пока она не потребуется для сварки, а затем переносится на заготовку. Система вспомогательной дуги обеспечивает надежное зажигание дуги, а поскольку вспомогательная дуга поддерживается между сварными швами, это устраняет необходимость повторного зажигания ВЧ, которое может вызвать электрические помехи.

Электрод, используемый для плазменного процесса, изготовлен из вольфрама и 2% тория, а плазменное сопло выполнено из меди. Диаметр отверстия плазменного сопла имеет решающее значение, и слишком малый диаметр отверстия для текущего уровня и расхода плазменного газа приведет к чрезмерной эрозии сопла или даже к плавлению.