ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Требования, предъявляемые к электроилазменны.м процессам Классификация электроплазменных процессов из "Электроплазменные процессы и установки в машиностроении " Другие требования, предъявляемые к электроплазменным процессам, обычно выполняются после окончательной отладки технологического оборудования. Так, механизация или автоматизация технологических процессов сварки, резки, напыления и наплавки осуществляется после создания ручных плазмотронов. Улучшение обслуживания и оздоровление окрул ающей среды обеспечивается путем создания процессов с замкнутым циклом, за счет использования плазмотронов с низким уровнем шума и т. п. Например, получение металлов или их окислов хлорным методом осуществляется по замкнутому циклу. Однако некоторые электроплазмен-иые процессы сопровождаются сильным шумом при резке и напылении шум может достигать 120 дБ и более. Это мешает широкому внедрению указанных процессов в промышленность. [c.8] Электроплазменные процессы целесообразно разделить на три тина в зависимости от использования плазмы I) как источника тепловой энергии (в том числе лучистой) 2) как источника заряженных частиц (электронов, ионов, радикалов и т. п.) и 3) как источника механической энергии. [c.8] К первому типу обычно относят соединение материалов (сварка, пайка) обработка поверхности материалов и изделий (наплавка, напыление, формование, резка, строжка, полировка, насыщение поверхностного слоя металла, например азотирование, обработка камня, буренке горных пород и т. д.) улучшение физико-химических свойств материалов (переплав, зонная плавка, выращивание монокристаллов 134], плазменно-дуговое рафинирование металлов) получение качественных материалов (плавка, получение сферических и ультрадисперсных порошков) и процессы, связанные с использованием плазмы как источника мощного излучения. [c.8] Второй тип включает плазмохимические процессы с использо-ваниерл равновесной и неравновесной плазмы, такие, как получение ацетилена, окислов азота, плазменный электролиз, плазмохимическое получение ультрадисперсных порошков, например, нитридов, оксидов, восстановление металлов из руд. [c.8] Однако в ряде случаев технологические процессы ведут с использованием не только тепловой или химической энергии плазмы. Поэтому их лучше характеризовать по воздействию плазменного потока на обрабатываемый материал (твердый, жидкий, дисперсный и газообразный). В соответствии с терминологией кроме дисперсного и газообразного необходимо также рассматривать твердый или жидкий компактный материал. [c.9] К этой группе (рис. 1) относятся процессы соединения и обработки металлов, в том числе и модифицирование поверхности (азотирование, силицирование и т. д. [82]), обработка диэлектрических материалов, бурение горных пород. Кроме того, данная группа включает переработку материалов, например, плазменную плавку, плазменно-дуговой переплав металлов, выраш,ивание металлических и неметаллических монокристаллов, зонную плавку, переработку руд и концентратов. [c.9] Плазменная сварка. В этом случае нагрев материалов производится сжатой дугой, что имеет большие преимущества перед сваркой свободной дугой, а именно улучшается качество сварного шва за счет более глубокого проплавления при относительно небольшой его ширине, повышается скорость сварки и уменьшается зона термического влия1шя. [c.9] В последнее время кроме плазменной сварки получает широкое распространение микроплазменная н импульсная сварка. Микро-плазменная сварка на токах от 0,1 до 30 А по сравнению с аргонодуговой сваркой характеризуется большей стабильностью, значительно меньшим изменением вводимой тепловой мощности при изменении расстояния между плазменной горелкой и деталью и отсутствием загрязнения сварочной ванны вольфрамовым электродом. [c.9] Импульсная плазменная сварка позволяет получить лучи]ее качество сварных швов (более узкие швы с меньшей зоной термического влияния) и исключить коробление металла, особенно при толщине менее 0,2 мм [121 ]. Большие перспективы име( т сварка разнополярными импульсами тока. [c.9] Плазменная наплавка. Данный прон,есс характеризует сплавление присадочного материала с основным и и.меет много общего с плазменной сваркой. Присадочный материал в виде проволоки, штабика или порошка подается на поверхность основного материала в холодном или горячем состоянии и плавится там сжатой дугой, причем, основной материал также оплавляется. При плазменной наплавке получаются жаростойкие, износостойкие и другие защитные покрытия. [c.10] Плазменная резка, строжка, выборка полостей, полировка, оплавление поверхности, обработка камня, бурение горных пород. [c.10] Во всех этих технологических процессах осуществляется плавление и удаление материала за счет испарения, дробления и выдувания из зоны обработки газодинамическими и электромагнитными силами. [c.10] Плазменная обработка неметаллических материалов осуществляется в основном с помощью плазменной струи. Такие технологические процессы менее эффективны, так как ввод энергии в плазменной струе отсутствует. Для интенсификации процессов используют подачу в разрядную камеру плазмотрона углеводородного топлива (иапример, керосина). [c.11] В последнее время применяют плазменно-механическую обработку металлов, когда перед резцом устанавливается плазмотрон [12]. При этом способе производительность обработки увеличивается в 6—8 раз, а расход дорогостоящих резцов сокращается в 5—6 раз, причем качество обработки сохраняется. [c.11] Плазменная плавка металлов в печах с керамическим тиглем впервые была осуществлена в США фирмой Линде путем замены обычных графитовых электродов плазменными [129]. В 1976 г. в г. Фрайтале (ГДР) с помощью советских специалистов была изготовлена и запущена в производство самая крупная плазменная сталеплавильная печь емкостью 30 т [57]. Металл, получаемый в таких печах, имеет в 1,5 раза меньшее содержание кислорода и оксидных неметаллических включений. Уменьшается содержание силикатов и нитридов, повышается пластичность быстрорежущих сталей и обеспечивается стабильное содержание углерода в нержавеющих сталях. [c.12] Плазменно-дуговой переплав металлов в водоохлаждаемых кристаллизаторах имеет несколько разновидностей, например, переплав в вертикальных кристаллизаторах и плавка на поду [27 ] или переплав в горизонтальных кристаллизаторах [21]. [c.12] Плазменно-дуговой переплав в вертикальных кристаллизаторах широко развит как у нас в стране, так и за рубежом. Фирма Ульвак (Япония) [27] разработала несколько типов печей низкого давления для переплава стержневых (рис. 3) и кусковых материалов. Для интенсификации процесса переплава кусковых материалов фнр.ма Ульвак использует каскадные плазменные печи с предварительной плавкой материала перед подачей его в кристаллизатор. [c.12] Плазменно-дуговой переплав по схеме Института металлургии им. А. А. Байкова АН СССР (ИМЕТ) осуществляется вертикально расположенным плаз.мотроном с тремя расходуемыми стержневыми электродами (рис. 3, б), подаваемыми горизонтально [27]. Данная схема переплава позволяет, во-первых, использовать комбиниро-ваь ное питание, так как основная дуга питается постоянным током, а на расходуемые электроды подается трехфазный переменный ТОК, и, во-вторых, получать слитки различного состава из простых материалов за счет использования их в качестве электродов. Максимальные размеры получаемого слитка ограничены диаметром и массой электродов и конструкцией подающего механизма. [c.12] Плазменная плавка неэлектропроводных материалов получила развитие в связи с появлением центробежных плазменных печей. Так, во Франции и Бельгии применяются плазменные печи с керамическим тиглем, вращающимся относительно горизонтальной оси [69] (рис. 4, о), а в Англии — относительно вертикальной оси [113] (рис. 4, б). Обрабатываемый материал, подаваемый в печь, под действием центробежной силы отбрасывается к стенкам тигля, где происходит окончательное его плавление и частичное или полное испарение. Расплав вытекает через отверстие, расположенное против ввода материала, а испаряемый материал конденсируется в виде порошка и собирается в фильтре. Плавка диэлектрических материалов в таких печах характеризуется высоким к. п. д. [c.13] Вернуться к основной статье