Plazmové zváranie vlastnými rukami

Dnešný priemysel sa rýchlo rozvíja. Každý rok sa objavujú nové zváracie techniky, ktoré sa stávajú obľúbenými v modernej súkromnej výstavbe. Tieto metódy často uľahčujú prácu, ale nestrácajú svoju bezpečnosť a funkčnosť v porovnaní s predtým vynájdenými metódami. Jednou z nich je plazmové zváranie a tavenie dielov..

Obsah:

Podstata plazmového zvárania

Plazmové zváranie sa používa na spájkovanie nehrdzavejúcej ocele, oceľových rúr a iných kovov. Plazmové zváranie je proces, pri ktorom sa kov topí lokálne pomocou plazmového toku. Plazma je ionizovaný plyn obsahujúci nabité častice, ktoré môžu viesť prúd..

Plyn sa ionizuje pri zahrievaní vysokorýchlostným stlačeným oblúkom, ktorý vyteká z plazmatronu. Čím vyššia je teplota plynu, tým vyššia je úroveň ionizácie. Teplota oblúka môže dosiahnuť 5 000-30 000 stupňov Celzia. Technológia plazmového zvárania je podobná postupu zvárania argónom. Bežný zvárací oblúk však nemožno klasifikovať ako plazmový oblúk, pretože jeho prevádzková teplota je oveľa nižšia – až 5 000 stupňov..

Zo všetkých typov vplyvov na kovy sa za najbežnejšie považuje plazmové zváranie, pretože v modernom ťažkom priemysle sa začali používať nerezové ocele, neželezné kovy, špeciálne zliatiny a niektoré zliatiny neželezných kovov. tieto materiály, plyn a iné spracovanie, sa považujú za neúčinné.

Plazmový oblúk je koncentrovanejším zdrojom tepla, ktorý vám umožňuje zvárať veľké hrubé kovy bez rezných hrán. Vďaka svojmu vlastnému valcovému tvaru a možnosti výrazného zväčšenia dĺžky vám takýto oblúk umožňuje vykonávať plazmové zváranie vlastnými rukami na ťažko dostupných miestach a pri zmene vzdialenosti od výrobku k dýze horáka..

Princíp činnosti

Na premenu konvenčného oblúka na plazmový oblúk, na zvýšenie výkonu a teploty konvenčného oblúka, je zvyčajné používať dva procesy: kompresiu a postup núteného vstrekovania plazmatického plynu do oblúka. Pri tomto postupe je obvyklé používať argón ako plyn tvoriaci plazmu, niekedy s prídavkom vodíka alebo hélia. Argón sa musí používať aj ako ochranný plyn. Materiál elektródy je volfrám, aktivovaný tóriom, ytriom a lantanom, ako aj meďou a hafniom.

Oblúk je stlačený umiestnením do špeciálneho plazmatronu, ktorého steny sú intenzívne chladené vodou. Bočné stlačenie oblúka v dôsledku kompresie klesá a v dôsledku toho sa zvyšuje jeho výkon – energia na jednotku plochy.

Plazmotvorný plyn, ohrievaný oblúkom, je súčasne s kompresiou vháňaný do oblasti plazmového oblúka, je ionizovaný a zvyšuje sa v dôsledku tepelnej rozťažnosti objemu stokrát. Kinetická energia ionizovaných častíc, ktoré sú obsiahnuté v plazmotvornom plyne, dopĺňa tepelnú energiu, ktorá sa uvoľňuje v oblúku v dôsledku prebiehajúcich elektrických procesov. Preto sa plazmové oblúky nazývajú silnejšie zdroje energie ako konvenčné.

Okrem vysokých teplôt sú hlavnými znakmi, ktoré odlišujú plazmový oblúk od konvenčného oblúka, tieto: menší priemer oblúka, tlak na kov oblúka je šesť až desaťkrát väčší ako u konvenčného oblúka, valcového tvar oblúka spolu s obvyklým kónickým, schopnosť udržiavať oblúk pri nízkych prúdoch – asi 0,2 – 30 ampérov.

Sú možné dve schémy plazmového zvárania: plazmové oblúkové zváranie, pri ktorom oblúk horí medzi obrobkom a elektródou a plazmový prúd, keď oblúk horí medzi dýzou plazmového horáka a elektródou a je vyfukovaný prúdmi plynu. Najbežnejšou je prvá schéma.

Výhody plazmového zvárania

V porovnaní s klasickými metódami sa rozlišujú nasledujúce výhody plazmového zvárania a tavenia kovov:

  • Zariadenie na plazmové zváranie môžete použiť takmer na všetky kovy – liatinu, oceľ, hliník s jeho zliatinami, meď s jej zliatinami.
  • Rýchlosť rezania kovu, ktorý má hrúbku 50 – 200 milimetrov, je 2-3 krát vyšší ako pri zváraní plynom.
  • Nie je potrebné používať acetylén, argón, kyslík ani propán-bután, čo výrazne znižuje náklady na prácu s plazmovým zariadením.
  • Presnosť spojenia a zvarov a kvalita postupov prakticky eliminujú budúce lemovanie.
  • Zvárací kov sa nedeformuje, aj keď je potrebné rezať zložitú konfiguráciu alebo tvar. Technológia plazmového zvárania umožňuje rezanie na nepripravenom povrchu – lakovanom alebo hrdzavom. Pri rezaní lakovanej konštrukcie sa farba nezapáli v oblasti oblúka.
  • Bezpečná práca, pretože pri použití plazmovej rezačky sa nepoužívajú žiadne plynové fľaše. Tento faktor je zodpovedný za ekologickú priaznivosť takejto práce..

Druhy plazmového zvárania

Samotné plazmové zváranie sa v súčasnosti považuje za celkom bežný proces, ktorého popularita je celkom zrejmá. V závislosti od sily prúdu sa rozlišujú tri typy plazmového zvárania: mikroplazma pri stredných a vysokých prúdoch. Výberom určitého druhu zistíte, koľko stojí plazmové zváranie na vlastnú päsť..

Mikroplazmové zváranie

Najbežnejšie sa považuje za zváranie mikroplazmou. Vďaka vysokému stupňu ionizácie plynu v špeciálnom plazmatróne a použitiu volfrámových elektród s priemerom 1 až 2 milimetre je plazmový oblúk schopný horieť pri extrémne nízkom prúde, počnúc ukazovateľom 0,1 ampéra.

Špeciálne nízkonapäťové zdroje jednosmerného prúdu sú navrhnuté tak, aby produkovali pilotný oblúk, ktorý nepretržite horí medzi vodou chladenou medenou dýzou a elektródou. Keď sa plazmový horák privádza k výrobkom, zapáli sa hlavný oblúk dodávaný zo zdroja. Plazmový plyn je dodávaný dýzou plazmového horáka, ktorá má priemer asi 0,5 až 1,5 milimetra.

Mikroplazmové zváranie je veľmi účinný spôsob tavenia výrobkov, ktoré majú malú hrúbku – až 1,5 milimetra. Priemer plazmového oblúka dosahuje 2 milimetre, čo umožňuje koncentrovanie tepla v obmedzenej oblasti výrobkov a ohrev zváracích oblastí bez poškodenia susednej oblasti. Takýmto oblúkom sa zabráni prepáleniu, ktoré je typické pre bežné zváranie tenkých kovov metódou TIG..

Hlavným plynom používaným ako ochranný plyn a plyn tvoriaci plazmu je argón. V závislosti od zváraného kovu sa k nemu pridávajú rôzne prísady, ktoré zvyšujú účinnosť postupu plazmového zvárania kovov. Pri zváraní ocele je vhodné do ochranného argónu pridať 8–10% vodíka, aby sa zvýšila tepelná účinnosť plazmového oblúka. Pri zváraní nízkouhlíkovej ocele je možné do argónu pridať oxid uhličitý, pri zváraní titánu – hélia.

Inštalácie na proces mikroplazmatického zvárania umožňujú zváranie v rôznych režimoch: pulzná alebo kontinuálna priama polarita, bipolárne impulzy, kontinuálna reverzná polarita. Mikroplazmové zváranie sa úspešne používa pri výrobe tenkostenných nádob alebo rúrok, zváraní vlnovcov a membrán na rozmerové diely, výrobe šperkov a spájaní fólií..

Zváranie stredným prúdom

Proces zvárania pri priemerných prúdoch 50-150 ampérov má veľa spoločného s postupom zvárania argónom s volfrámovou elektródou. Považuje sa však za účinnejší z dôvodu obmedzenej vykurovacej oblasti a vysokého výkonu oblúka. Pokiaľ ide o energetické charakteristiky, plazmový oblúk zaujíma medziľahlú polohu medzi obyčajným oblúkom a laserovým alebo elektrónovým lúčom.

Strednoprúdové plazmové zváranie zaručuje hlbší prienik ako tradičné oblúkové zváranie s menšími šírkami zvaru. Okrem energetickej charakteristiky sa to vysvetľuje aj vysokou úrovňou tlaku oblúka na zvarové kaluže, v dôsledku čoho sa hrúbka medzivrstiev tekutého kovu pod oblúkom znižuje a podmienkami prenosu tepla do hĺbky základný kov sú vylepšené. Princíp plazmového zvárania vám umožňuje pracovať pomocou plniaceho drôtu.

Zváranie vysokým prúdom

Zváranie prúdom vyšším ako 150 ampérov má na kov ešte väčší vplyv, pretože plazmový oblúk pri prúde 150 ampérov zodpovedá oblúku 300 ampérov pri zváraní dielov s nekonzumovateľnou elektródou. Takéto plazmové zváranie je sprevádzané absolútnou penetráciou s výskytom priechodného otvoru v bazéne. Je to ako rezanie výrobkov s následným zváraním.

Na zadnej strane švíkov je kov držaný na mieste povrchovým napätím. Rozsahy režimov sú veľmi obmedzené, pretože počas zvárania môže dôjsť k prepáleniu. Plazmové zváranie vyžaduje vysokú kultúru výroby, súlad s technológiami obrobkov a montáže, starostlivé zabezpečenie chladiacich podmienok pre plazmové zváracie stroje a požiadavky na ich prevádzku. Dokonca aj malé porušenia režimu chladenia plazmového horáka v dôsledku vysokej teploty a malého priemeru dýzy spôsobujú jeho zničenie..

Plazmové zváranie s vysokým prúdom sa používa v legovaných a nízkouhlíkových oceliach, zliatinách hliníka, medi, titánu a ďalších materiáloch. Tento postup v mnohých prípadoch môže výrazne znížiť náklady spojené s prípravou hrán, zlepšiť kvalitu švov a zvýšiť produktivitu..

Plazmový zvárací stroj

V súčasnosti je pre spotrebiteľov k dispozícii niekoľko typov zváracích strojov. Prvým z nich je elektrické zváranie pomocou zváracieho transformátora. Verí sa však, že táto metóda už prekonala svoju užitočnosť. Druhým typom zariadenia je zvárací invertor, pomerne jednoduché, spoľahlivé a bežné zariadenie na zváranie elektrickým oblúkom. Tretí je najpokročilejší a technologicky najvyspelejší plazmový rezací stroj.

Skúsení profesionáli a súkromní remeselníci sa pokúšajú používať iba plazmové zariadenie na zváranie a tavenie kovov. S touto technikou sa môžete zoznámiť sledovaním videa o plazmovom zváraní a rezaní zliatin a kovov. Pri použití vyhradeného zariadenia na plazmové zváranie doma si všimnete, že existuje málo odpadu a vysoká pracovná rýchlosť..

Na prevádzku plazmového zváracieho stroja je potrebný iba prúd stlačeného vzduchu a elektrickej energie, a ak je použitý kompresor, iba elektrická energia. Počas prevádzky takéto zariadenie vyžaduje výmenu dýzy plazmatronu a elektródy, zatiaľ čo zariadenia na spracovanie kovov na báze kyslíka a paliva sa musia pravidelne dopĺňať pomocou opätovne certifikovaných plynových fliaš a prísad..

Plazmový oblúk je zvyčajne umiestnený v špeciálnom zariadení na plazmové zváranie – plazmový horák. Povrch plazmového horáka je intenzívne a kontinuálne chladený prúdom vody. Oblúková časť po stlačení sa zmenšuje a množstvo energie vynaloženej na jednotku plochy (sila toku plazmy) sa zvyšuje.

Existujú dva typy plazmových lúčov – nepriame alebo priame. V prvom prípade sú aktívne body reťazca umiestnené na potrubí a volfrámovej elektróde; v druhom prípade môžu byť umiestnené na volfrámovej elektróde, na vnútornom a bočnom povrchu dýzy. Plazmové plyny chránia kovové potrubia pred vzduchom.

Je lepšie pracovať s plazmafónom vo veľkej garáži alebo na ulici, bez ohľadu na to, že plazmové zváranie je jedným z najbezpečnejších typov zvárania. Jedinou nevýhodou tejto metódy je hmotnosť a náklady na plazmové zváranie a vybavenie..

DIY plazmové zváranie

Technológia plazmového zvárania sa výrazne líši od ostatných typov zvárania. Na to budete potrebovať plniaci drôt, plazmovú zváračku, s ktorou budete pracovať, a elektródy..

Pred prácou je potrebné zaostriť elektródu v tvare kužeľa s uhlom rádovo 28-30 stupňov. Táto kónická časť elektródy by mala dosiahnuť 5-6 priemerov. Špička kužeľa by mala byť tupá o 0,2-0,5 milimetra. Pri inštalácii elektródy sa odporúča zaistiť, aby sa os jej symetrie zhodovala s osou symetrie dýz tvoriacich plazmu..

Zvarový spoj musí byť rezaný rovnakým spôsobom ako pri zváraní argónom-oblúkom. Okraje, hrany a konce kovu by mali byť očistené oceľovou kefou na šírku 3 centimetre. Ak ste rezali kov plazmou, rezaný povrch by ste mali vyčistiť aspoň do hĺbky 1 milimetra. Ak sú na rezanom povrchu praskliny, je potrebné ho pred odstránením defektu vyčistiť a vyčistené oblasti odmastiť rozpúšťadlom.

V kovových plechoch, ktoré sa majú zvárať, by nemali byť medzery väčšie ako 1,5 milimetra. Ak je to možné, musíte ich upevniť montážnymi zariadeniami a zariadeniami tak, aby sa osi kĺbov úplne zhodovali. Pomocou zakrytých elektród naneste lepidlo tak, aby bol materiál lepidla v jednej rovine so základným kovom obrobkov. V prípade potreby vyčistite oblasti pripináčika. Kvalita spojovacích bodov a hlavného zvaru musí byť rovnaká.

Ak vás zaujíma, ako vykonať plazmové zváranie, nezabudnite, že postup sa odporúča vykonávať na jednosmerný prúd. Ochranný plyn sa musí aplikovať na oblasť zvárania 5-20 sekúnd pred procesom úderu oblúka. Je možné ho vypnúť 10-15 sekúnd po prerušení zváracieho oblúka. Plazmový horák uchovávajte maximálne 1 centimeter od výrobku. Počas celého procesu zvárania neprerušujte oblúk, ak je to možné. Ak k tomu dôjde, stojí za to odizolovať šev vo vzdialenosti 15 milimetrov až do bodu zlomenia. Vopred by sa malo začať aj s pokračovaním vo vytváraní zvaru..

Pri zváraní kov neprehrievajte. Ak je materiál stále zahriaty na teplotu viac ako 100 stupňov Celzia, musíte si dať prestávku alebo kov ochladiť stlačeným vzduchom. Aby ste dosiahli zvary vysokej kvality technikou priechodnosti, pohybujte horákom rovnomerne a rovnomerne ako v automatickom stroji..

Na vytvorenie zvarov správneho tvaru je potrebné vykonať plazmové zváranie s výplňovým materiálom, ktorý má priemer 1,5 milimetra a viac. Plniaci drôt a horák by mali byť vystavené určitým vibráciám s amplitúdou 2 až 4 milimetre. Zaistite, aby koniec roztaveného drôtu neunikol zo zóny ochranného plynu. Preto by nemal byť podávaný príliš náhle do zváracieho kúpeľa. Na konci švu sa odporúča zváranú kľukovú skriňu utesniť kvapkou roztaveného kovu a súčasne stiahnuť alebo vypnúť oblúk.

Plazmové zváranie je v zásade technologický proces, ktorý sa opiera o extrakciu a použitie plazmy. Pri zváraní sa ako hlavný zdroj používa plyn, ktorý krátkodobým pôsobením vysokých teplôt prispieva k tvorbe plazmy. Cena plazmového zvárania vás poteší. Okrem toho je tento postup bezpečný pre ľudský život, pretože pri procese sa nepoužívajú nebezpečné kyslíkové fľaše, ale stlačený vzduch.

About the author