Plazmové svařování vlastními rukama

Dnešní průmysl se rychle rozvíjí. Každý rok se objevují nové svařovací techniky, které se stávají populární v moderní soukromé stavbě. Tyto metody často usnadňují práci, ale neztrácejí svou bezpečnost a funkčnost ve srovnání s dříve vynalezenými metodami. Jedním z nich je plazmové svařování a tavení dílů..

Obsah:

Podstata plazmového svařování

Plazmové svařování se používá k pájení nerezové oceli, ocelových trubek a dalších kovů. Plazmové svařování je proces, při kterém se kov roztaví lokálně pomocí plazmatického toku. Plazma je ionizovaný plyn obsahující nabité částice, které mohou vést proud..

Plyn je ionizován při zahřívání vysokorychlostním stlačeným obloukem, který proudí z plazmatronu. Čím vyšší je teplota plynu, tím vyšší je úroveň ionizace. Teplota oblouku může dosáhnout 5 000-30 000 stupňů Celsia. Technologie plazmového svařování je podobná postupu argonového svařování. Běžný svařovací oblouk však nelze klasifikovat jako plazmový oblouk, protože jeho provozní teplota je mnohem nižší – až 5 tisíc stupňů..

Ze všech typů účinků na kovy je považováno za nejběžnější plazmové svařování, protože nerezové oceli, barevné kovy, speciální slitiny a některé slitiny barevných kovů se začaly používat v moderním těžkém průmyslu a pro tyto materiály plyn a další úpravy jsou považovány za neúčinné.

Plazmový oblouk je koncentrovanější zdroj tepla, který vám umožňuje svařovat velké, silné kovy bez řezných hran. Díky vlastnímu válcovému tvaru a možnosti výrazného prodloužení délky vám takový oblouk umožňuje provádět plazmové svařování vlastními rukama na těžko přístupných místech a při změně vzdálenosti od výrobku k trysce hořáku..

Princip činnosti

Pro přeměnu konvenčního oblouku na plazmový oblouk, ke zvýšení výkonu a teploty konvenčního oblouku, je obvyklé používat dva procesy: stlačování a postup pro nucené vstřikování plazmotvorného plynu do oblouku. Přitom je obvyklé používat argon jako plyn vytvářející plazmu, někdy s přídavkem vodíku nebo hélia. Argon musí být také použit jako ochranný plyn. Materiál elektrody je wolfram, aktivovaný thoriem, yttriem a lanthanem, stejně jako měď a hafnium.

Oblouk je stlačen umístěním do speciálního plazmatronu, jehož stěny jsou intenzivně chlazeny vodou. Boční komprese oblouku v důsledku stlačení klesá a v důsledku toho se zvyšuje jeho výkon – energie na jednotku plochy.

Plazmotvorný plyn, ohřívaný obloukem, je vháněn do oblasti plazmového oblouku současně s kompresí, je ionizován a zvyšuje se v důsledku tepelné roztažnosti objemu o faktor sto. Kinetická energie ionizovaných částic obsažených v plazmotvorném plynu doplňuje tepelnou energii, která se uvolňuje v oblouku v důsledku probíhajících elektrických procesů. Proto jsou plazmové oblouky nazývány silnějšími zdroji energie než konvenční.

Kromě vysoké teploty rozlišujeme mezi plazmovým obloukem a konvenčním obloukem: menší průměr oblouku, tlak na kov oblouku je šestkrát až desetkrát větší než u konvenčního oblouku, válcového tvar oblouku spolu s obvyklým kónickým, schopnost udržovat oblouk při nízkých proudech – asi 0,2-30 ampérů.

Jsou možná dvě schémata plazmového svařování: plazmové obloukové svařování, při kterém oblouk hoří mezi obrobkem a elektrodou, a plazmový paprsek, když oblouk hoří mezi tryskou plazmového hořáku a elektrodou a je vyfukován proudy plynu. Nejběžnější je první schéma.

Výhody plazmového svařování

Ve srovnání s klasickými metodami se rozlišují následující výhody plazmového svařování a tavení kovů:

  • Zařízení pro plazmové svařování můžete použít téměř ke všem kovům – litině, oceli, hliníku s jeho slitinami, mědi s jeho slitinami.
  • Řezná rychlost kovu, který má tloušťku 50 – 200 milimetrů, je 2–3krát vyšší než při svařování plynem.
  • Není nutné používat acetylen, argon, kyslík ani propan-butan, což výrazně snižuje náklady na práci s plazmovým zařízením.
  • Přesnost fúzních a svarových švů a kvalita postupů prakticky eliminují budoucí lemování.
  • Svařovací kov se nedeformuje, i když je nutné snížit složitou konfiguraci nebo tvar. Technologie plazmového svařování umožňuje řezání na nepřipraveném povrchu – lakovaném nebo rezavém. Při řezání lakované struktury se barva nezapálí v oblasti oblouku.
  • Bezpečná práce, protože při použití plazmové řezačky nejsou použity žádné plynové lahve. Tento faktor je zodpovědný za ekologičnost takové práce..

Druhy plazmového svařování

Samotné plazmové svařování je v současné době považováno za poměrně běžný proces, jehož popularita je zcela zřejmá. V závislosti na síle proudu se rozlišují tři typy plazmového svařování: mikroplasma, při středních a vysokých proudech. Výběrem určitého typu zjistíte, kolik stojí plazmové svařování samostatně..

Mikroplasmové svařování

Nejběžnější je považováno za svařování mikroplazmou. Díky vysoké úrovni ionizace plynu ve speciálním plazmatronu a použití wolframových elektrod o průměru 1–2 milimetry je plazmový oblouk schopen hořet extrémně nízkým proudem, počínaje indikátorem 0,1 A.

Speciální nízkonapěťové stejnosměrné napájecí zdroje jsou navrženy tak, aby vytvářely pilotní oblouk, který nepřetržitě hoří mezi vodou chlazenou měděnou tryskou a elektrodou. Když je plazmový hořák přiveden k výrobkům, zapálí se hlavní oblouk dodávaný ze zdroje. Plyn tvořící plazmu je dodáván tryskou plazmového hořáku, která má průměr asi 0,5-1,5 milimetru.

Mikroplasmové svařování je velmi účinný způsob tavení produktů, které mají malou tloušťku – až 1,5 milimetru. Průměr plazmového oblouku dosahuje 2 milimetry, což umožňuje soustředit teplo v omezené oblasti produktů a ohřívat oblasti svařování bez poškození sousední oblasti. Takový oblouk se vyhýbá průchodům, které jsou typické pro běžné svařování tenkých kovů metodou TIG..

Hlavním plynem používaným jako ochranný plyn a plyn tvořící plazmu je argon. V závislosti na svařovaném kovu se do něj přidávají různé přísady, které zvyšují účinnost postupu plazmového svařování kovů. Při svařování oceli je vhodné přidat do ochranného argonu 8–10% vodíku, aby se zvýšila tepelná účinnost plazmového oblouku. Při svařování nízkouhlíkové oceli lze do argonu přidat oxid uhličitý, při svařování titan – helium.

Zařízení pro proces mikroplazmatického svařování umožňují svařování v různých režimech: pulzní nebo kontinuální přímá polarita, bipolární pulzy, kontinuální reverzní polarita. Mikroplasmové svařování se úspěšně používá při výrobě tenkostěnných nádob nebo trubek, svařování vlnovců a membrán do rozměrových dílů, výrobě šperků a spojování fólií..

Svařování středním proudem

Proces svařování při průměrných proudech 50-150 ampér má mnoho společného s postupem pro argonové obloukové svařování wolframovou elektrodou. Je však považován za účinnější kvůli omezené topné ploše a vysokému výkonu oblouku. Z hlediska energetických charakteristik zaujímá plazmový oblouk mezipolohu mezi obyčejným obloukem a laserovým nebo elektronovým paprskem.

Středně proudové plazmové svařování zaručuje hlubší průnik než tradiční obloukové svařování s menšími šířkami svaru. Kromě energetické charakteristiky je to také vysvětleno vysokou úrovní tlaku oblouku na svarových kalužích, v důsledku čehož se pod obloukem zmenšuje tloušťka mezivrstev tekutého kovu a podmínky pro přenos tepla do hloubky základní kov jsou vylepšeny. Princip plazmového svařování vám umožňuje pracovat pomocí plnicího drátu.

Svařování vysokým proudem

Svařování proudem vyšším než 150 ampérů má na kov ještě větší účinek, protože plazmový oblouk při proudu 150 ampérů odpovídá oblouku 300 ampérů při svařování dílů nespotřební elektrodou. Takové plazmové svařování je doprovázeno absolutní penetrací se vzhledem průchozího otvoru v bazénu. Je to jako řezání výrobků s následným svařováním.

Na zadní straně švů je kov držen na místě povrchovým napětím. Rozsahy režimů jsou velmi omezené, protože při svařování může dojít k přepálení. Plazmové svařování vyžaduje vysokou kulturu výroby, soulad s technologiemi obrobků a montáží, pečlivé zajištění podmínek chlazení pro plazmové svařovací stroje a požadavky na jejich provoz. I malá porušení režimu chlazení plazmového hořáku v důsledku vysoké teploty a malého průměru trysky vyvolávají jeho zničení..

Plazmové svařování vysokým proudem se používá u legujících a nízkouhlíkových ocelí, slitin hliníku, mědi, titanu a dalších materiálů. Tento postup může v mnoha případech výrazně snížit náklady spojené s přípravou hran, zlepšit kvalitu švů a zvýšit produktivitu..

Plazmový svařovací stroj

V současné době je pro spotřebitele k dispozici několik typů svařovacích strojů. První z nich je elektrické svařování pomocí svařovacího transformátoru. Předpokládá se však, že tato metoda již přežila svou užitečnost. Druhým typem zařízení je svařovací invertor, poměrně jednoduché, spolehlivé a běžné zařízení pro svařování elektrickým obloukem. Třetí je nejmodernější a technologicky nejmodernější plazmový řezací stroj.

Zkušení profesionálové a soukromí řemeslníci se snaží používat pouze plazmové zařízení pro svařování a tavení kovů. S touto technikou se můžete seznámit sledováním videa o plazmovém svařování a řezání slitin a kovů. Při používání specializovaného plazmového svařovacího přístroje doma si všimnete, že odpadů je málo a pracovní rychlost je vysoká..

K provozu plazmového svařovacího stroje je zapotřebí pouze proud stlačeného vzduchu a elektřiny, a pokud je použit kompresor, pouze elektřina. Během provozu takové zařízení vyžaduje výměnu trysky plazmatronu a elektrody, zatímco zařízení na zpracování kovů pomocí kyslíkového paliva musí být pravidelně doplňována pomocí znovu certifikovaných plynových lahví a přísad..

Plazmový oblouk je obvykle umístěn ve speciálním zařízení pro plazmové svařování – plazmovém hořáku. Povrch plazmového hořáku je intenzivně a nepřetržitě ochlazován proudem vody. Oblouková část po stlačení se zmenšuje a množství energie vynaložené na jednotku plochy (síla toku plazmy) se zvyšuje.

Existují dva typy plazmových paprsků – nepřímé nebo přímé. V prvním případě jsou aktivní body řetězce umístěny na trubce a wolframové elektrodě; ve druhém případě mohou být umístěny na wolframové elektrodě, na vnitřním a bočním povrchu trysky. Plazmové plyny chrání kovové trubky před vzduchem.

Je lepší pracovat s plazmafonem ve velké garáži nebo na ulici, bez ohledu na to, že plazmové svařování je jedním z nejbezpečnějších typů svařování. Jedinou nevýhodou této metody je hmotnost a náklady na plazmové svařování a vybavení..

DIY plazmové svařování

Technologie plazmového svařování se výrazně liší od ostatních typů svařování. K tomu budete potřebovat plnicí drát, plazmovou svářečku, se kterou budete pracovat, a elektrody.

Před prací je nutné zaostřit kuželovitou elektrodu s úhlem řádově 28-30 stupňů. Tato kuželovitá část elektrody by měla dosáhnout 5-6 průměrů. Špička kužele by měla být tupá o 0,2-0,5 milimetru. Při instalaci elektrody se doporučuje zajistit, aby se osa její symetrie shodovala s osou symetrie trysek vytvářejících plazmu..

Svarový spoj musí být řezán stejným způsobem jako u svařování argonovým obloukem. Hrany, hrany a konce kovu by měly být čištěny ocelovým kartáčem na šířku 3 centimetry. Pokud jste řezali kov plazmou, měli byste vyřezaný povrch vyčistit alespoň do hloubky 1 milimetru. Pokud jsou na řezaném povrchu praskliny, je nutné jej před odstraněním defektu vyčistit a očištěná místa odmastit rozpouštědlem.

V plechových svarech by neměly být mezery větší než 1,5 milimetru. Pokud je to možné, musíte je upevnit pomocí montážních zařízení a zařízení takovým způsobem, aby se osy kloubů zcela shodovaly. Pomocí zakrytých elektrod naneste lepidlo tak, aby lepicí materiál byl v jedné rovině se základním kovem obrobků. V případě potřeby vyčistěte oblasti cvočků. Kvalita spojovacích bodů a hlavního svaru musí být stejná.

Pokud vás zajímá, jak provádět plazmové svařování, nezapomeňte, že postup se doporučuje provádět na stejnosměrný proud. Ochranný plyn musí být aplikován do oblasti svařování 5-20 sekund před procesem úderu oblouku. Lze jej vypnout 10–15 sekund po přerušení svařovacího oblouku. Plazmový hořák uchovávejte maximálně 1 centimetr od výrobku. Během celého procesu svařování nepřerušujte oblouk, je -li to možné. Pokud k tomu dojde, stojí za to svléknout šev ve vzdálenosti 15 milimetrů až k prasknutí. Pokračování ve vytváření svaru by také mělo být zahájeno předem..

Při svařování kov nepřehřívejte. Pokud je materiál stále zahříván na teplotu více než 100 stupňů Celsia, musíte si dát pauzu nebo vychladnout kov stlačeným vzduchem. Chcete-li dosáhnout vysoce kvalitních svarů technikou průniku, pohybujte hořákem rovnoměrně a rovnoměrně, jako v automatickém stroji..

K vytvoření svarů správného tvaru je nutné provést plazmové svařování výplňovým materiálem, který má průměr 1,5 milimetru a více. Plnicí drát a hořák by měly být vystaveny určitým vibracím s amplitudou 2–4 milimetry. Zajistěte, aby konec taveného drátu neunikl ze zóny ochranného plynu. Proto by neměl být přiváděn příliš náhle do svařovací lázně. Na konci švu se doporučuje utěsnit svařovanou klikovou skříň kapkou roztaveného kovu, současně stáhnout zpět nebo vypnout oblouk.

Plazmové svařování je v podstatě technologický proces, který se opírá o extrakci a použití plazmy. Při svařování se jako hlavní zdroj používá plyn, který krátkodobým vystavením vysokým teplotám přispívá k tvorbě plazmy. Cena plazmového svařování vás potěší. Kromě toho je tento postup bezpečný pro lidský život, protože v procesu nejsou použity nebezpečné kyslíkové lahve, ale stlačený vzduch.

About the author