Плазмотроны высокочастотные

В чем же сущность этой технологии Напомним, что плазма — это ионизированный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов практически одинаковы. Ионизация газа может произойти, например, при его нагреве до высокой температуры, в результате чего молекулы распадаются на составляющие их автоматы, которые затем превращаются в ионы. Плаз менная обработка (резка, нанесение покрытий, наплавка, сварка) осуществляется плазмой, генерируемой дуговыми или высокочастотными плазмотронами. Эффект достигается как тепловым, так и механическим действием плазмы (бомбардировкой изделия частицами плазмы, движущимися с очень высокой скоростью). Плазменную резку успешно применяют при обработке хромоникелевых и других легированных сталей, а также меди, алюминия и др5 гих металлов, не поддающихся кислородной резке. Большая производительность и высокое качество плазменной резки не только дают возможность эффективно использовать этот прогрессивный процесс на автоматических линиях, но и позволяют исключить ряд до- [c.55]

Плазменное нанесение покрытий заключается в том, что материал покрытия переносится в высокоскоростной поток плазмы, представляющий собой ионизированный газ. Температура плазмы достигает несколько десятков тысяч градусов. Различают низкотемпературную (10 —-10 К) и высокотемпературную плазмы. Устройство, в котором получают плазменную струю, называется плазменным генератором или плазмотроном. По способу создания и разогрева плазмы различают электродуговые, высокочастотные и сверхвысокочастотные плазмотроны. [c.251]

К материалу изолятора плазмотрона предъявляются разнообразные, а иногда и противоречивые, требования. Он должен обладать высокой электрической прочностью, поскольку дежурная дуга возбуждается с помощью высоковольтного высокочастотного разряда осциллятора высокой механической прочностью, так как изолятор часто выполняет функции несущей конструкции, на которой крепятся остальные узлы плазмотрона термостойкостью, так как отдельные его части подвержены действию теплового и светового излучения герметичностью, поскольку через изолятор проходят коммуникации плазмообразующего газа и охлаждения, а также иметь возможность обработки обычным режущим инструментом. [c.229]

Основой для создания низкотемпературной плазмы является газоразрядная техника, в частности, плазмотроны или плазменные генераторы. Вид их зависит от того, какой тип разряда в них используется. Практическое применение находят устройства, использующие дуговой, высокочастотный, сверхвысокочастотный и, в некоторых случаях, оптический разряды. В настоящее время наибольшее распространение получили электродуговые и высокочастотные плазмотроны. [c.442]

Высокочастотные факельные плазмотроны имеют один заостренный электрод, к которому приложен ВЧ-потенциал, достаточный для пробоя газа и создания плазменного факела (рис. 4.6.2), в который поступает по- [c.444]

Высокочастотные индукционные (ВЧИ) плазмотроны являются наиболее распространенными из безэлектродных плазмотронов. Их отличает высокая надежность в эксплуатации, относительная простота конструкции и большой ресурс работы. Принцип действия их основан на возбуждении разряда специальным индуктором в виде многовитковой катушки, выполненной из медной водоохлаждаемой трубки. Внутрь индуктора вставлена разрядная камера, в которой возбуждается разряд. Материал разрядной камеры должен быть прозрачным для ВЧ-электромагнитного поля, обычно это кварц. На рис. 4.6.3 показана конструкция металлургического ВЧИ-плазмотрона с кварцевой разрядной камерой, описанной в [37]. [c.445]

Плазменный метод позволяет также проводить процессы выращивания монокристаллов оксидов металлов, в частности оксидов алюминия, и получать конечный продукт технического и ювелирного качества. В этом случае становится крайне необходимым выполнение требований к чистоте плазменной струи, поэтому применяют безэлектродные ВЧ-плазмотроны, плазма которых не загрязнена продуктами эрозии электродов. Они позволяют проводить процесс выращивания монокристаллов в особо чистых условиях. Кроме того, большой ресурс работы ВЧ-плазмотронов снимает ограничения по длительности проведения процесса, что дает возможность, не форсируя технологический режим, получать кристаллы высокого качества. ВЧ-плазменная установка для выращивания монокристаллов рубина и сапфира состоит из высокочастотной катушки 9 (индуктора), внутри которой находится кварцевая разрядная камера (рис. 4.6.10). Исходный материал в виде тонкодисперсного порошка оксида алюминия подается в центральную зону плазмы 2 с помощью специального устройства. [c.451]

По роду электрического разряда (дуговое, высокочастотное, искровое). Примерами могут служить дуговые и высокочастотные плазмотроны для газотермического напыления, электроискровые установки" для легирования. Дуговой и высокочастотный разряды используют также в установках вакуумного нанесения покрытий. [c.419]

К материалу изолятора плазмотрона предъявляются разнообразные и противоречивые требования. Он должен обладать высокой электрической прочностью, поскольку возбуждение дежурной дуги осуществляется с помощью высоковольтного высокочастотного разряда осциллятора высокой механической прочностью, так как изолятор часто выполняет функ- [c.160]

Питание плазмотронов осуществляется постоянным, переменным, комбинированным и высокочастотным током. Практическое применение при восстановлении деталей получили плазмотроны постоянного тока. [c.350]

Рис. 17. Схема высокочастотного плазмотрона для распыления диэлектриков

В рассмотренных выше дуговых плазмотронах плазма засоряется в той или иной мере материалами катода и анода. Указанный недостаток устранен в высокочастотных плазмотронах [84]. [c.75]

Существующие работы по электроплазменным процессам и установкам разрозненны (отдельные данные опубликованы в периодической и патентной литературе, в тезисах докладов различных конференций и симпозиумов, выпущенных малыми тиражами) по многим вопросам отсутствуют необходимые обобщения и рекомендации. Так, нет подробного анализа существующих конструкций плазмотронов и их характеристик. Нет систематизированных сведений о практическом применении высокочастотной плазмы и электродуговой плазмы переменного тока и их эффективности по сравнению с плазмой постоянного тока. Слабо и бессистемно освещены различные способы ведения технологических процессов, особенно современных. Все это существенно сдерживает развитие и применение электроплазменных процессов в народном хозяйстве. [c.3]

В настоящее время имеется множество различных конструкций плазмотронов или, как их иногда называют, генераторов плазмы, подогревателей плазмы. Существующие плазмотроны можно разделить на группы. Это плазмотроны на постоянном и переменном токе, высокочастотные и сверхвысокочастотные плазмотроны, а также комбинированные. Такое разнообразие схем плазмотронов обусловлено в первую очередь различными требованиями технологических процессов и возможностями создания плазменных потоков с необходимыми параметрами. [c.85]

НИИ, разработанная в Томском политехническом институте [86], представлена па рис. 54. Высокочастотная энергия подводится к электроду I по фидеру 2. Другим электродом плазмотрона является корпус 5, который обычно заземляется. Электроды разделены фигурным изолятором 3, выполненным из радиотехнического фарфора или фторопласта и предназначенным для уменьшения емкости между электродами. ВЧФ-разряд формируется [c.102]

Высокочастотные емкостные (ВНЕ) плазмотроны. Эти плазмотроны пока еще не получили широкого распространения, однако они представляют интерес в связи с отсутствием расходуемых электродов. Это важно при работе на агрессивных газах, а также ввиду создания разряда при высокой напряженности электрического поля и небольшой плотности тока и из-за простоты получения термически неравновесной плазмы почти на любых газах, особенно при использовании высоких частот. В работе [70] установлена перспективность использования ВЧЕ-плазмотрона для промышленных целей при мощности в разряде до 1 МВт. Особый интерес представляет трехэлектродный плазмотрон (рис. 55) с высоковольтным электродом, расположенным между двумя другими заземленными электродами что обеспечивает надежное экранирование электромагнитного излучения. [c.102]

Еще одним фактором, влияющим на быстрое размывание плазменной струи, могут быть крупномасштабные турбулентные пульсации, генерируемые дугой в канале плазмотрона [20 48, т. 3, с. 59]. Амплитуда высокочастотных пульсаций температуры плазменной струи на срезе сопла плазмотрона вихревой схемы с самоустанавливающейся длиной дуги и диаметром сопла 5 мм при токе 125 А и расходе азота 1 г/с достигала 2000 К [48, т. 3, с. 59], причем она росла с увеличением расхода газа и уменьшением силы тока. [c.155]

Мощность, передаваемая в систему колебательных контуров из-за отсутствия высокочастотных вольтметров, может быть приближенно найдена как разность между мощностью Р и мощностью потерь в аноде генераторной лампы Р . При наличии охлаждаемых проточной водой анодов мощность Рд находят по формуле Р = = 4,180 Т — Т ), где О — расход воды, а и — температура входящей и выходящей из анода воды в установившемся режиме работы лампы. Зная мощности Р , Р , и Р , находим к. п. д. генераторной лампы по анодному току т]рд = (Ро — Р Рз. = Рк/Ро- Учитывая, что генераторная лампа из-за неправильной настройки колебательных контуров и сеточных цепей может работать в режиме не оптимального к. п. д., т. е. не при значении Цгл = 0,6 -ь 0,7, а в значительно более худшем режиме, контроль за величиной г (.л должен осуществляться при первом пуске установки, при замене плазмотронов, отличающихся своими геометрическими размерами и параметрами, при возникновении неисправности каких-либо элементов и при снижении производительности установки. [c.173]

Сопло в современных технологических плазмотронах выполняет еще одну функцию — оно участвует в двухстадийном процессе возбуждения дуги. Первоначально дуга возбуждается между электродом и соплом, расстояние между которыми, как правило, не превышает 3 мм. Для первоначального возбуждения дуги служит источник высоковольтного и высокочастотного напряжения — осциллятор, создающий искровой разряд между катодом и анодом. Мощность так называемой дежурной дуги, создаваемой таким путем, ограничивается величиной, не вызывающей эрозии сопла. Факел дежурной дуги потоком газа выдувается из сопла, и, когда ионизированный газ касается поверхности заготовки, создается канал для возбуждения основной (рабочей) дуги между электродом и обрабатываемым материалом. [c.16]

Остановимся теперь на той части источника питания, которая предназначена для возбуждения дежурной и основной дуг. Дежурная дуга возбуждается с помощью искрового разряда, который под воздействием электрического поля источника питания переходит в дуговой, горящий между электродом и соплом плазмотрона. Искровой разряд создается специальным устройством, на выходе которого имеется высокочастотный контур, образованный вторичной обмоткой повышающего трансформатора и конденсатором. [c.21]

Широкое распространение получили также безэлектродные высокочастотные (ВЧ) и сверхвысокочастотные (СВЧ) плазмотроны. К их достоинствам можно отнести возможность применения любого плазмообразующего газа [88, 351] и высокую чистоту получаемых покрытий. [c.280]

Для полуавтоматической плазменно-дуговой резки применяют полуавтоматы типа ПРП. Установка состоит из плазмотрона ПРП-1, выпрямителя ВДГ-500 и тележки. Плазмотрон полуавтомата состоит из цилиндрического корпуса с цанговым креплением вольфрамового электрода. Внутреннее сопло изолируют от катодной системы и включают в цепь вспомогательной дуги. Параллельно этой цепи включена разрядная цепь высокочастотного осциллятора. Это позволяет нажатием пусковой кнопки не только подать напряжение, но и возбудить дугу между катодом и внутренним соплом. Одновременно с возбуждением вспомогательной дуги включают двигатель передвижной тележки и вспомогательную дугу подводят к кромке разрезаемого металла, в момент соприкосновения с металлом возникает основная дуга. Резку прекращают нажатием кнопки. [c.201]

Плазменная струя прямого действия (рис. 2, а) получается следующим образом в горелку или плазмотрон подается поток плазмообразующего газа 3. Зажигание вспомогательной дуги между вольфрамовым электродом 2 и соплом 4 осуществляется при помощи высокочастотного генератора переменного тока небольшой мощности - осциллятора. Ток вспомогательной дуги ограничивается сопротивлением 7, затем возбуждается основная рабочая дуга между вольфрамовым электродом 2 и изделием 6. Сжатие столба дуги по сравнению со свободной струей происходит за счет сопла и обдувания потоком газа. [c.185]

В плазмотронных сварочных аппаратах газ ионизируют с помощью высокочастотного электромагнитного поля струю плазмы формируют с помощью электромагнитных катушек. Температура струи до 40000°С. [c.165]

Функциональную основу Г. п., как правило, составляет газовый разряд (дуговой, тлеющий, высокочастотный, СВЧ-разряд, лазерный, пучково-плазменный). Для генерации плазмы пока ещё редко используется ионизация рабочего вещества резонансным излучением, но в будущем, в связи с развитие.м лазеров, такие Г. п. могут получить значит, распространение. Г. п., работающие на газах при давлениях, сравнимых с атмосферным, обычно наз. плазмотрона,ии. Г. п., работающие на газах низких давлений, как правило, входят в состав более крупных устройств, напр, двухступенчатых плазменных ускорителей или ионных источников. Если в плазмотронах одной из основных конструктивных трудностей является защита стенок газоразрядного канала от больших тепловых потоков, то в Г. п. пизкого давления возникает проблема предотвращения гибели за ряж. частиц на стенках. С этим борются, используя экранировку стенок магн. и электрич. полями (см. Ионный источник), а также совмещая ионизацию и ускорение в одном объёме, благодаря чему поток плазмы попадает преим. в выходное отверстие Г. п. (см. Ллаз-.пенные ускорители). В связи с задачами плазменной технологии большое внимание уделяется разработке Г. п., непосредственно генерирующих плазму из твёрдых веществ. Наиб, распространение для этих целей получили вакуумные дуги с холодным катодом. Воз- [c.434]

Наиб, широкое распространение получили атмосферные (при норм, давлении) плазменные методы обработки и получения материалов (резание, наплавка, выращивание монокристаллов, сфероидизация порошков, нанесение покрытий), а также проведения многотоннажных плазмохим. процессов (получение связанного азота и др.). Эти процессы осуществляются с помощью потоков плазмы, генерируемых плазмотронами разл, типов (.электродными, высокочастотными). Плазма в этих устройствах выполняет ф-цию высокотемпературного теплоносителя и используется в осн. для нагрева исходных продуктов. [c.605]

Плазмохимический синтез включает несколько этапов. На первом происходит образование активных частиц в дуговых, высокочастотных и сверхвысокочастотных плазмотронах. Наиболее высокой мощностью и коэффициентом полезного действия обладают дуговые плазмотроны, однако получаемые в них материалы загрязнены продуктами эрозии электродов безэлектрод-ные высокочастотные и СВЧ плазмотроны не имеют этого недостатка. На следующем этапе в результате закалки происходит выделение продуктов взаимодействия. Выбор места и скорости закалки позволяет получить порошки с заданными составом, формой и размером частиц. Получаемые в результате плазмохимического синтеза порошки имеют правильную форму и размер частиц от 10 до 100 нм и более. [c.24]

Высокочастотные плазмотроны могут быть как электродными, использующими коронный, факельный разряды, так и безэлек-тродными - высокочастотные индукционные (ВЧИ), емкостные (ВЧЕ), сверхвысокочастотные (СВЧ). Основные преимущества безэлек-тродных плазмотронов перед электродными (в том числе электродуговыми) заключаются в высоком ресурсе работы (несколько тысяч часов) в отсутствии зафязнения получаемых в плазмохимическом реакторе материалов продуктами эрозии электродов в возможности работы на чистом кислороде или на других агрессивных плазмообразующих газах. [c.444]

Так как индукционный и емкостной высокочастотные разряды являются безэлектрод-ными, плазмотроны на их основе используют для нагрева активных газов (Oj, I2, воздуха и др.), паров агрессивных веществ (хлоридов, фторидов и др.), а также в том случае, если требуется генерировать особо чистую плазму. [c.446]

Производительность такой установки относительно высокая при мощности ВЧИ-разряда всего 6,5 кВт удается сфероидизи-ровать 1,5...2 кг/ч порошка оксида алюминия с исходным размером фракций 63... 100 мкм. Для сравнения отметим, что при аналогичной производительности мощность дугового плазмотрона должна быть порядка 100 кВт. В высокочастотной плазме, характеризующейся низкими скоростями газа, обрабатываемые частицы двигаются медленно (2...5 м/с), что значительно повышает эффективность их обработки (табл. 4.6.1) [37]. [c.452]

Требования, предъявляемые к конструкции плазмотрона, достаточно высоки. Он должен обеспечивать стабильное горение дежурной и основной дуги в рабочем диапазоне токов диэлектрическую прочность при высокочастотном поджиге дежурной дуги надежную защиту металла сварочной ванны от воздействия атмосферы безотказную работу наиболее теплонагруженных элементов — электрода и плазмообразующего сопла, а в случае необходимости простоту их замены возможность точной центровки электрода относительно канала плазмообразующего сопла и регулировки его продольного перемещения удобство и маневренность при сварке. [c.377]

Основным типом плазмотронов, используемых для напыления покрытия, являются дуговые, хотя в последнее время получило распространение напыление с помощью высокочастотных плазмотронов. Среди дуговых плазмотронов наибольщее применение получили струйные с самоустанавливающейся длиной дуги и межэлектродными вставками. По скорости истечения струи плазмотроны [c.426]

На Степанаванском заводе высокочастотного электрооборудования организовано производство быстроизнашивающих-ся частей — электродов и сопел. Комплект электрод — сопло типа ЭСП-01 предназначен для работы в плазмотроне ПВР-402 с различными вариантами исполнения сопла и катода. Плазмотрон входит в комплект установок АПР-402 и АПР-403 с катодом для воздушно-плазменной и кислородной резки (тип ЭП-01). Комплект электрод — сопло типа ЭСР-02 используется в плазмотроне типа ПРВ-202. [c.156]

Плазмотроны с ВЧ-сопровождением. Повышение устойчивостн горения дуги в плазмотроне, особенно однофазном, обеспечивается применением ВЧ-сопровождения, т. е. совместного горения дуги переменного тока промышленной частоты и высокочастотной слабо-точной дуги. В этом случае достигается стабильное повторное [c.99]

Высокочастотные факельные (ВЧФ) плазмотроны. Как уже говорилось ранее, такие плазмотроны работают на частотах, как правило, более 9 МГц и при давлениях ниже атмосферного. Характерная конструкция ВЧФ-плазмотрона в металлическом исполне- [c.101]

Высокочастотные индукционные (ВЧИ) плазмотроны. Они получили широкое распространение главным образом потому, что дают возможность достаточно просто получать объемные потоки плазмы и использовать в качестве плазмообразующей среды любой газ, в том числе и агрессивный, причем плазма является спектрально чистой , так как отсутствуют эрозирующие электроды. [c.103]

Нестабильность местоположения приэлектродных участков дуги определенным образом влияет и на параметры самой дуги, так как с появлением различных колебаний и пульсаций возрастает теплообмен дуги со стенкой разрядного канала и, например, к. п. д. плазмотрона уменьшается. Процессы крупно- и мелкомасштабного шунтирования дуги нроводящ,ей стенкой канала достаточно подробно исследованы [30]. Значительно меньше исследованы нестабильности приэлектродных участков дуги на стержневых электродах. Так, для катодного участка аргоновой дуги на острозаточенном вольфрамовом катоде с углом при вершине 60° характерны низкочастотные (единицы герц и менее) и высокочастотные (десятки герц) колебания местоположения катодного пятна и приэлектродного участка дуги (рис. 70), которые влияют не только на электрические, но и на тепловые характеристики дуги [48, т. 1, с. 223]. [c.130]

ИСТОЧНИКИ питания с тиристорными коммутаторами, которые обеспечивают на выходе импульсы практически прямоугольной формы, и источники на базе высокочастотных инверторов, питание которых осуществляется от бестрансформаторных выпрямителей. Широкое применение для микроплазменной сварки получили источники питания МПУ-5 и МПА-80, описание которых приведено в гл. 6, 4. Эти источники питания в комплекте с плазмотронами 06-1160А или 06-1213 применяют для механизированной микроплазменной сварки. [c.188]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...