ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Разновидности плазменной сварки и способы повышения ее эффективности из "Сварка Резка Контроль Справочник Том1 " Сварка закрытой сжатой дугой. Сущность этого способа состоит в следующем (рис. 6.7). Сварка осуществляется дугой, которая возбуждается между вольфрамовым электродом и изделием через канал медного сопла, охлаждаемого водой. Дуга, сварочная ванна и прилегающие зоны нагретого металла защищены от атмосферного воздуха медной, латунной или стальной микрокамерой, охлаждаемой водой. Горелка отделена от нее изоляционной втулкой. Присадочная проволока подается в зону сварки через отверстие в микрокамере. Плазмообразующий газ при выходе из горелки заполняет микрокамеру и под некоторым избыточным давлением выходит по каналу над остывающим сварным щвом. Микрокамеру в процессе сварки прижимают к изделию с силой, достаточной для устранения коробления кромок в месте сварки. При сварке тонких листов (до 2...3 мм) для защиты щва достаточно потока плазмообразующего газа. Для листов большей толщины в микрокамеру подают дополнительно защитный газ. Форма микрокамеры соответствует профилю изделия и типу соединения. Закрытой сжатой дугой удается сваривать листы толщиной 0,1... 16 мм за один проход без разделки кромок. [c.412] Сварка двойной плазменной дугой с токоведущей присадочной проволокой. В данном случае источниками тепла служат плазменные дуги, возбуждаемые между электродами горелки и изделием и между электродом и непрерывно подаваемой в зону сварки присадочной проволокой (рис. 6.8). Плазменная дуга между электродом и изделием в основном подогревает свариваемые кромки и жидкий присадочный металл, заполняющий разделку плавление же проволоки обеспечивает преимущественно плазменная дуга между проволокой и электродом. [c.412] Наилучщие результаты получаются, если применять источник питания для дуги электрод - изделие с крутопадающей вольт-амперной характеристикой, а для дуги электрод - проволока - с жесткой. В этом случае наблюдается саморегулирование, обеспечивающее при заданных условиях сварки плавление проволоки около оси плазменной дуги. [c.412] При плазменной сварке плавящимся электродом (рис. 6.9) проволока подается по оси горелки через медное сопло в плазменную дугу, которая поддерживается между расположенным сбоку вольфрамовым электродом и изделием. [c.413] Микроплазменная сварка. При микро-плазменной сварке применяют токи в пределах 0,2... 15 А. Устойчивое и стабильное горение микроплазменной дуги на малых токах достигается благодаря высокой степени сжатия столба дуги каналом сопла малого диаметра ( 1 мм). В качестве плазмообразующего газа используют аргон, а как защитный - аргон, гелий, азот, смеси аргона с водородом, аргона с гелием. При микроплазменной сварке сжатая дуга может принимать конусообразную форму с вершиной, обращенной к изделию. Высокая концентрация энергии и иглоподобная форма малоамперной сжатой дуги обеспечивают получение узкого шва и малой зоны термического влияния, что снижает деформацию изделий на 25...30 % по сравнению с аргонодуговой сваркой. [c.413] Микроплазменная дуга нашла широкое применение в радиоэлектронике и приборостроении для сварки тонких листов толщиной 0,025...0,8 мм. По сравнению с аргонодуговой сваркой изменение длины микроплазменной дуги оказывает значительно меньшее влияние на качество сварного соединения. [c.413] Сущность электронно-лучевого воздействия состоит в преобразовании кинетической энергии направленного пучка электронов в зоне обработки в теплов)то. Электронно-луче-вая сварка (ЭЛС) осуществляется расплавлением кромок основного металла остросфокусиро-ванным потоком электронов, ускоренных электрическим полем с разностью потенциалов 10... 100 кВ. В результате электронный луч в зоне обработки обеспечивает высокую плотность мощности. По этому показателю электронный луч существенно превосходит традиционные сварочные источники нагрева (элек-тродуговые) и уступает только лазерному (табл. 6.3). Металл щва так же, как и при других методах сварки плавлением, имеет литую структуру. [c.414] При воздействии пучка электронов сравнительно невысокой плотности мощности (до 1-10 Вт/см ) процесс ЭЛС подобен процессу обычной электродуговой сварки. Проплавление существенно ограничено по глубине и в поперечном сечении близкб по форме к полусфере. Такой процесс применяется для сварки малых толщин (до 3 мм). [c.414] Процесс ЭЛС в основном осуществляют в высоком вакууме (10 ... 10 Па), реже в диапазоне давления 1...10 Па. Высокий вакуум применяется как для эффективной генерации электронного пучка и беспрепятственного прохождения его (из-за отсутствия столкновения электронов с остаточными молекулами воздуха) до свариваемого изделия, так и для создания химически инертной среды, содержащей вредные примеси (кислород, азот и водород), в 10-100 раз меньшие, чем в аргоне высшего сорта при атмосферном давлении. Это позволяет получать сварные соединения высокого качества при сварке таких химически активных сплавов, как титановые, циркониевые, молибденовые, ниобиевые и др. [c.415] Для сварки обычно применяются аксиально-симметричные конические, реже цилиндрические электронные пучки. Формирование мощного электронного пучка с малыми поперечными размерами осуществляется сварочной электронной пушкой с высоковольтным источником питания и системами управления. Схема получения электронного л) ча показана на рис. 6.12. [c.415] Промышленное применение. ЭЛС является наиболее перспективным способом соединения изделий из химически активных и тугоплавких металлов и сплавов изделий из термически упрочненных материалов, когда нежелательна, затруднена или невозможна термообработка изделий после завершающей механической обработки при необходимости обеспечения минимальных сварочных деформаций ряда толстостенных и толстолистовых конструкций ответственного назначения. [c.415] Наиболее широко освоено промышленное применение ЭЛС в мире в авиакосмической промышленности ядерной энергетике энергетическом машиностроении турбиностроении электровакуумном, приборном и релейном производстве автомобильной промышленности и др. [c.415] Технологические параметры ЭЛС включают в себя физико-химические свойства основного металла, давление и состав остаточной среды в вакуумной камере, величину и распределение остаточной намагниченности изделия, пространственное положение сварного шва и электронного луча, тип и геометрию стыкового соединения. [c.416] Из энергетических параметров процесса сварки наиболее существенно влияют на качество шва мощность пучка, положение его минимального сечения и скорость сварки. Стабилизация зфовня фокусировки и мощности П) -ка электронов при сварке обеспечивает стабильность как коэффициента равномерности шва, так и средней глубины проплавления. По мере увеличения толщины свариваемого металла резко снижается диапазон допустимых изменений уровня фокусировки пучка. [c.416] Наиболее важными технологическими параметрами процесса сварки яйляются тип и геометрия стыкового соединения и пространственное положение сварного шва и электронного п чка. Для однопроходной ЭЛС применяются типы соединений, главным образом характерные для сварки плавлением (рис. 6.13). Отличительными типами соединений являются соединения под сварку проникающим электронным пучком (см. рис. 6.13, ж)-, в углублении и труднодоступных местах (см. рис. 6.13, г) тавров через полку (см. рис. 6.13, и). Отбортовка кромок (см. рис. 6.13, в) применяется обычно в изделиях радиоэлектроники и приборостроения. Соединения под сварку проникающим пучком допускаются для тонколистовых металлов в нижнем положении и для металлов малых и средних толщин в горизонтальном положении. Тавровые соединения могут выполняться на металлах с 5 10 мм. Остальные соединения допускаются для металлов малых, средних и больших толщин. [c.416] Как показал многолетний опыт, сварка электронным пучком может успешно осуществляться (и широко применяться на практике) в нижнем положении, на боку, на подъем. Сварка в нижнем положении (вертикальным электронным пучком) выполняется как без подкладки, так и на подкладке и служит для соединения сталей толщиной до 40 мм, титановых и алюминиевых сплавов толщиной до 80 мм. Сварка на боку и на подъем проводится горизонтальным электронным пучком для металлов любой толщины без подкладки. Для предотвращения вытекания жидкого металла из сварочной ванны иногда устанавливается ограничительная планка. [c.416] Разделка кромок соединяемых ЭЛС деталей применяется лишь в необходимых сл) чаях для улучшения качества формирования шва и обеспечения надежной работоспособности систем автоматического слежения за стыком. [c.417] Особенности гидродинамических, тепловых и деформационных процессов при формировании сварного шва в ходе ЭЛС приводят к образованию специфических дефектов, снижающих эксплуатационные характеристики соединений. [c.417] Вернуться к основной статье