Обработка материалов плазменной струей

Сварка и обработка материалов плазменной струей [c.296]

Резка проникающей (плазменной) дугой представляет собой процесс местного расплавления и удаления из полости разреза металла теплотой дуги и струей дуговой плазмы (см. 11. Обработка материалов плазменной струей). [c.339]

С конца 40-х годов в ряде областей техники начали применять способ автоматической сварки в среде аргона. В это же время в ЦНИИТМАШе был разработан и внедрен в производство способ сварки в углекислом газе. Значительное развитие получили и автоматизированные методы контактной сварки. Дальнейшее развитие сварки определялось разработкой новых материалов с особыми свойствами и их применением в новых отраслях техники атомной энергетике, ракетостроении, электронике и др. В связи с этим были разработаны и внедрены в промышленность новые процессы холодная сварка, сварка трением, ультразвуковая сварка, сварка и обработка материалов плазменной струей, электроннолучевая, диффузионная сварка в вакууме, сварка лучом оптического квантового генератора. [c.595]

ОБРАБОТКА И СВАРКА МАТЕРИАЛОВ ПЛАЗМЕННОЙ СТРУЕЙ [c.461]

Обработка дуговой плазменной струей. Плазменная струя образуется в горелке под действием дугового разряда в узком электрически нейтральном канале между двумя электродами, один из которых выполнен в виде сопла. Вдоль столба дуги пропускается газ, который в зоне разряда ионизируется, приобретает свойства плазмы и выходит из горелки в виде ярко светящейся струи, имеющей температуру порядка 15 000° С. Ею можно резать, наносить покрытия и выполнять другую обработку заготовок из разнообразных материалов — проводников, полупроводников и диэлектриков. Кроме разделительной резки, горелками можно осуществлять строгание плоскостей, подготовку под сварку кромок листов из нержавеющей стали и других металлов и сплавов. [c.232]

Сжатые сварочные дуги. При обработке материалов плазменно-дуговыми методами эффективность нагрева во многом определяется особенностями формирования плазменной струи. При использовании плазменной дуги прямого действия, когда анодом является изделие, эффективность нагрева последнего, как правило, оказывается выше, чем в случае использования плазменной дуги косвенного действия (плазменной струи), когда анодом является сопло плазмотрона. Это различие определяется тем, что в первом случае мощность, выделяемая в анодном пятне и прианодной области, идет на нагрев изделия, тогда как во втором бесполезно теряется на нагрев сопла плазмотрона. [c.18]

Обработку дуговой плазменной струей производят с помощью горелки, в которой дуговой разряд возникает в узком электрически нейтральном канале между двумя электродами. Вдоль столба дуги пропускают газ, который в зоне разряда ионизируется, приобретает свойства плазмы и выходит из горелки в виде ярко светящейся струи, имеющей температуру 15 000° С. С помощью этого вида обработки можно наносить покрытия и резать заготовки из разнообразных материалов — проводников, полупроводников и диэлектриков. Кроме резки горелками можно осуществлять строгание по- [c.204]

Устройство горелок для получения плазменной дуги (рис. 5.12, б) принципиально не отличается от устройства горелок первого типа. Только дуга горит между электродом и заготовкой 7. Для облегчения зажигания дуги вначале возбуждается маломощная вспомогательная дуга между электродом и соплом. Для этого к соплу подключен токопровод от положительного полюса источника тока. Как только возникшая плазменная струя коснется заготовки, зажигается основная дуга, а вспомогательная выключается. Плазменная дуга, обладающая большей тепловой мощностью по сравнению с плазменной струей, имеет более широкое применение при обработке материалов. Ее используют для сварки высоколегированной стали, сплавов титана, никеля, молибдена, вольфрама и других материалов. Плазменную дугу применяют для резки материалов, особенно тех, резка которых другими способами затруднена, например меди, алюминия и др. С помощью плазменной дуги наплавляют тугоплавкие материалы на поверхности заготовок. [c.240]

В качестве источника тепла при некоторых видах обработки материалов используется плазменная струя — поток ионизированных частиц, обладающих большим запасом энергии. Плазменная струя представляет собой высокоинтенсивный источник теплоты, максимальная температура которого может достигать 20 000° К и более. [c.96]

Плазменная струя используется для наплавки и нанесения покрытий, в том числе и тугоплавких металлов, на изделия путем расплавления присадочной проволоки или порошков металлов. С помощью плазменной струи производят резку и поверхностную обработку различных материалов, нагрев под пайку и термическую обработку. [c.96]

При обработке плазменной струей электропроводных материалов для увеличения эффективной тепловой мощности, вводимой в изделие, последнее может подключаться к источнику питания (рис. 63, е). В этом случае плазменная струя полностью совпадает с токоведущим столбом разряда, частично проходя через изолированный канал 2. [c.97]

В этом случае разрезаемый металл, выполняющий функции анода, является токоведущим элементом и плазменная струя, истекающая из сопла плазмотрона, совмещена со столбом дуги по всей его длине, начиная от входного среза канала сопла и кончая анодным пятном на фронтальной поверхности полосы реза. В результате тепловая энергия вводится в разрезаемый металл струей плазмы, столбом дуги и электронным потоком в столбе дуги, бомбардирующим анодное пятно. (15]. Вследствие действия перечисленных факторов эффективный КПД прямой плазменной дуги составляет 60—70 %, К недостатку дуги прямого действия следует отнести невозможность обработки не проводящих электрический ток материалов. [c.38]

Технологически струя плазмы близка к газосварочному пламени, отличаясь более высокой температурой. Плазменной струей или факелом можно осуществлять различные виды обработки сварку, резку, напыление пайку, термообработку и т. п., причем можно обрабатывать как металл, так и неметаллические материалы — стекла, керамику и пр. Плазма может быть получена различными способами, самый простой и распространенный из них нагрев газа в дуговом разряде. [c.368]

В качестве источника теплоты для сварки и других видов обработки материалов (резке, нанесения покрытий, термической обработки и т. д.) может быть использована плазменная струя — поток ионизированных частиц, обладающий большим запасом энергии. Плазменная струя создается в специальных устройствах — дуговых плазменных головках (рис. 287). Температура плазменной струи достигает 10 000—30 000° К. [c.461]

Различают дуговые плазменные головки с раздельным соплом и каналом, со струей, выделенной из столба дуги (см. рлс. 287, а), с совмещенным соплом и каналом, со струей, выделенной из столба дуги (см. рис. 287, б), с совмещенным соплом и каналом, со струей, совпадающей с токоведущим столбом дуги (рис. 287, в). В первых двух случаях плазменную струю используют как независимый источник теплоты. Струя, совпадающая с токоведущим столбом дуги, используется только для обработки электропроводных материалов. [c.462]

Применение плазменной струи возможно для разнообразных видов обработки различных материалов (проводников, полупроводников и диэлектриков) для сварки, наплавки, пайки, резки, строжки, нанесения покрытий, термической обработки, плавки идр. [c.371]

Сварка дуговой плазменной струей может быть широко использована 1) при сварке тонколистового материала толщиной менее 1 мм, включая тугоплавкие металлы 2) при сварке металлов с неметаллами 3) для наплавки и нанесения покрытий на изделия путем расплавления электродной или дополнительно подаваемой в дугу присадочной проволоки 4) для пайки 5) для разделительной резки и поверхностной обработки различных материалов. [c.147]

Однородность параметров технологической зоны. Это требование особенно касается процессов обработки дисперсных материалов, плазмохимических процессов, так как указанные процессы проводятся с использованием плазменных потоков, которые в силу специфики их получения имеют на периферии градиенты температуры и скорости газа. Попадание обрабатываемого материала в периферийную область приводит к изменению режима его обработки и снижению качества получаемого продукта. При плазменном напылении, где градиенты температуры и скорости плазменной струи особенно высоки, это приводит к снижению плотности и повышению пористости покрытий. [c.7]

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]

Параметры ввода исходного материала. Ранее рассматривались различные способы ввода материала в плазменный поток. Наиболее распространенный из них — это ввод материала (порошка, прутков, проволоки и т. п.) под углом к плазменному потоку, хотя данный способ и не является наиболее эффективным. В табл. 4 представлено сравнение к. п. д. процесса 1].,,, обработки материалов в различных плазменных потоках, из которого следует, что ввод материала в плазменный поток с электрическим током (в электрическую дугу) обеспечивает наибольшую эффективность (к. п. д.) процесса. Это обусловлено тем, что при вводе материалов в обесточенную плазменную струю процесс нагрева определяется в основном теплосодержание. газа после нагрева его в электрическом разряде. [c.43]

Более существенное значение имеет стабильность плазменного потока, особенно для обработки дисперсных, гранулированных, газообразных и других материалов, так как характерное время нагрева исходного материала в плазменной струе и период пульсаций потока в большинстве случаев сравнимы, поэтому процент выхода готового продукта находится в существенной зависимости от амплитуды пульсаций и ее частоты. Так, при плазменном [c.198]

Сравнительно недавно исследование плазмы стало необходимым для решения конкретных технических задач, к которым относятся изучение управляемых термоядерных реакций, решение задач входа космических объектов в атмосферу, использование плазменных струй в новых типах реактивных двигателей. Важными для технических целей являются проблемы плазменной химии, металлургии, обработки материалов, изучения радиосвязи в космическом пространстве, получения электрической энергии непосредственно из струи горячей плазмы и т. п. [c.420]

Различают дуговые плазменные головки с раздельным (рис. 215, а) и совмещенным (рис. 215, б) соплом и каналом. Плазменная струя может быть выделена из столба дуги или совпадать с ним. Струя, совпадающая с токоведущим столбом дуги (рис. 215, в), используется для обработки электропроводных материалов. [c.327]

Плазменной струей можно производить обработку различных материалов металлов, полупроводников и диэлектриков. Этот способ получил производственное применение, главным образом, для резки металлов. Процесс резки осуществляется путем расплавления, выдувания расплавленного материала потоком газа, имеющего скорость 300—1000 м/ч, и частичного испарения. Плазменной струей можно разрезать цветные металлы и сплавы, высоколегированные стали, тугоплавкие металлы, керамику и прочее. Скорость резки возрастает пропорционально току дугового разряда и достигает при толщине металла 6—15 мм нескольких сотен метров в час. Кроме того, возможно применение плазменной струи для сварки металлов тонколистового материала. [c.327]

Плазменно-лучевая обработка используется чаще всего для разрезания относительно толстых листов из алюминиевых сплавов (до 125 мм), нержавеющих сталей (до 100 мм). Скорость резки составляет 15—75м/ч. Плазменная струя используется при предварительном черновом точении прочных материалов, в особенности литых заготовок с труднообрабатываемой коркой значительной толщины. Плазменная горелка устанавливается под углом 40—60° к поверхности вращающейся детали, струя плазмы расплавляет и выдувает расплавленный металл. Если совместить процесс плазменного [c.807]

Дуга косвенного действия (рис. 23.2) горит между катодом-электродом и анодом-соплом. Столб дуги расположен внутри сопла, формирующего плазму. Под действием подаваемой через трубку и камеру струи плазмообразующего газа столб дуги удлиняется, анодное пятно останавливается на краю сопла у выходного отверстия, а факел газа выходит из сопла. Резка происходит только под воздействием тепла и давления плазменной струи без участия столба дуги. Эффективный КПД этой дуги значительно меньше и составляет 30—40 %. Дугу косвенного действия используют для обработки металла небольшой толщины и неэлектропроводных материалов. При плазменной резке может быть осевая (аксиальная) подача газа, при которой газ поступает вдоль оси электрода, конец которого заостряют и устанавливают точно по оси канала сопла. При вихревой подаче улучшается фиксация столба дуги с осью канала сопла, а сама подача достигается расположением газовых каналов по касательной к газовой камере. При такой подаче стойкость сопла увеличивается. [c.273]

В настоящее время в промышленности получают все большее распространение электроискровой и электроимпульсный методы обработки металлов, анодно-механическая обработка, обработка ультразвуком и другие физико-химические методы. Этими методами обрабатывают детали из материалов с низкой обрабатываемостью резанием (твердые и жаропрочные сплавы, молибденовые, титановые, вольфрамовые и другие специальные сплавы), а также детали с размерами и формами поверхностей, обработка которых обычными механическими методами затруднительна (детали с малыми и криволинейными отверстиями, узкими прорезями, детали с углублениями сложных форм и др.). На заводах начинают применять обработку материалов световым лучом (лазером), электронным лучом, плазменной струей. [c.236]

Обработка плазменной струей рекомендуется для труднообрабатываемых материалов, а также материалов, к которым неприменима (или затруднена) кислородная или газо-флюсовая резка. Плазменной струей можно резать керамические материалы, нержавеющую сталь, алюминий и его сплавы, титан, стекло и др. Скорость резки плит из конструкционной стали толщиной 12 мм около 640 мм/мин, из нержавеющей стали 3500 мм/мин. [c.243]

Вторая схема фрезерования с плазменным нагревом имеет несколько вариантов. При схеме, показанной на рис. 77, часть 1 припуска на обработку оплавляется и сдувается плазменной струей, а часть / удаляется режущим инструментом, работающим по нагретому металлу [42]. Такой вариант наладки целесообразен при фрезеровании торцовых поверхностей листовых заготовок из труднообрабатываемых материалов. Соотношение между величинами и / определяется исходя из необходимости гарантировать удаление фрезой термически измененного слоя металла. Размеры этого слоя зависят от скорости подачи 5м, мощности плазмотрона, расстояния Ь и физико-механических характеристик обрабатываемого материала, Разновидностью рассматриваемого варианта схемы является [c.143]

I последнее десятилетие в промышленность внедрены новые свароч-ые процессы холодная сварка, сварка трением, ультразвуковая варка, сварка и обработка материалов плазменной струей, электронолучевая и диффузионная сварка в вакууме. [c.437]

Наплавочными материалами могут быть проволоки и металлические порошки всех видов. Свойство плазменной струи, позволяющее получать тонкие наплавленные слои с минимальным проплавлением основного металла, то есть минимальным перемешиванием с основным металлом, и хорошее качество поверхности дает возможность применять дорогие, но износостойкие материалы Минимальный припуск на механическую обработку (после наплав ки сразу шлифовка) значительно сокращает потери материала Поэтому при плазменной наплавке успешно применяют дорого стоящие порошки на никелевой основе ПГ-СР2, ПГ-СРЗ, ПГ-СР4 твердосплавные порошки на железной основе ПГ-ФБХ-6-2, КБХ ПГ-УС25 и другие, а также смеси различных порошков. [c.93]

Создаваемая горелкой плазменная струя представляет собой независимый источник теплоты, который можно использовать для обработки электропроводимых и неэлектропроводимых материалов. [c.297]

Плазменная струя обладает большими технологическими возможностями. Во-первых, эффективную тепловую мощность струи можно регулировать в широких пределах. Возможно получение мощной струн, обладающей высокой проплавляющей способностью и повышенной производительностью. Такой струей сваривают материалы толщиной до 15 мм без разделки кромок. Повышенная устойчивость процесса образования плазмы позволяет получать микронлазменную струю при токах до 0,5 А, которой можно сваривать металл толщиной в несколько десятков микрон. Повышая ток и расход плазмообразующего газа, получают плазменный источник с большой скоростью истечения струи, способной давать сквозное пронлавление и выдувать расплавленный материа.тг. Такую плазменную струю используют для резки. Во-вторых, независимый характер плазменной струи, выделенной из дуги, позволяет регулировать тепловое воздействие на обрабатываемый и присадочный материалы, а также вести обработку неэлектропроводных материалов. [c.298]

Указанные технологические возможности плазменной струи обусловлнвают ее применение для многих операций сварки, в том чпсле неметаллов (стекла, керамики, мета.ллокерамики и др.) и металлов с неметаллами резки всех материалов, особенно тугоплавких (молибдена, вольфрама, металлокерам1гки, стек.ло-пластиков н др.) и материалов с высокой теплопроводностью (меди, алюминия и др.) наплавки напыления пайки и термической обработки. [c.298]

В качестве источника теплоты для сварш и других видов обработки материалов (резке, нанесения покрытий, термической обработки и т. д.) может быть использована плазменная струя —поток ионизированных ча- [c.630]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...