Bevezetés
A plazmaíves hegesztési eljárás, más néven PAW (Plasma Arc Welding), olyan eljárás, amelyben a fémek összeolvadását a volfrámelektróda és a munkadarab között létrejövő elektromos szűkítő ív okozza. A plazma, amely ezt a folyamatot nevezi, az ionizált gázra utal.
A TIG-eljáráshoz hasonlóan a volfrámelektróda nem fogyasztható. Az ívet szűkítettnek nevezzük, mert egy fúvóka korlátozza, amely korlátozza az ív átmérőjét és növeli a hőforrás intenzitását.
Ezt az ívet két gázáram által biztosított védőatmoszféra veszi körül. Először is, a plazmagáz körülveszi a nem fogyasztható volfrámelektródát, és a plazmaív magját alkotja. Ez a gáz, amely általában argon, egy erősen felhevített sugár, az úgynevezett plazma formájában hagyja el a szűkítő fúvókát.
A második a védőgáz, amely megakadályozza a hegesztőmedence szennyeződését. Ez a gáz egy külső fúvókán halad át, koncentrikusan a szűkítő fúvókával, és pajzsként működik; ez a gáz lehet inert vagy inert gázok keveréke.
A TIG és a plazma közötti különbségek
A plazmahegesztés nagyon hasonló eljárás a TIG-hez. Alapvetően a termelékenység növelését célzó módosításról van szó.A plazmaíves hegesztési eljárás nagyon hasonlít a TIG eljáráshoz, mivel nem fogyó elektródákat és inert gázokat használ. A különbségek a fáklya típusában és az alkalmazott elektromos ívfeszültségben vannak, valamint az áramforrás (más néven hegesztőgép) erőforrásigényében.
Fontos megjegyezni, hogy a két folyamat azonos maximális hőmérsékletű régiókat jelent; az ív szűkülése azonban lényeges változást okoz a hőkoncentrációban az alkatrész felületén, ami kedvezőbbé teszi a hegesztési folyamatot.
Felhasználások
A plazmaíves eljárást a legtöbb olyan fém összekapcsolására használják, amelyek AWI-eljárással hegeszthetők. Így a szénacélok, ötvözött acélok, rozsdamentes acélok, tűzálló ötvözetek, titánötvözetek kényelmesen hegeszthetők ezzel az eljárással.0,02-6 mm vastagságban is alkalmazható gazdaságosan. 2,4 és 6 mm közötti vastagságok esetén a "kulcslyuk" néven ismert hegesztési technikát alkalmazzák.
A plazmahegesztési eljárás legnagyobb ipari alkalmazása azonban a rozsdamentes acél berendezések gyártásában rejlik, közepes vastagságú (3-8 mm) lemezekkel, valamint olyanokkal, amelyekhez hosszú szálakat igényelnek, például tartályok és reaktorok a vegyiparban és az italgyártásban.
A repülőgépiparban, speciális alumíniumötvözetek hegesztésében való alkalmazásról is beszámolnak. Bár kevésbé elterjedt, a Plasma eljárás alkalmazható szénacél kötéseknél, például az autóiparnak szánt lengéscsillapítók felső részének hegesztésére.
További alkalmazási példaként említhető a radiátorok gyártása, az autómotorok kritikus pontjainak hegesztése, valamint az elektromos alkatrészek, például transzformátorok és generátorok lemezei hegesztése.
Ennek az eljárásnak az alkalmazási területe a gépjárművek tengelyei és szerkezeti elemei mellett a kompresszorok és egyéb háztartási alkatrészek hegesztésére is kiterjed, amely magában foglalná az úgynevezett „szabott nyersdarabok” készítését is.
A „testreszabott nyersdarabok” kifejezés több acéllemezből összehegesztett, „patchwork paplanként” összehegesztett panelekre vonatkozik (az egyes részeknek eltérő vastagsága és mechanikai tulajdonságai lehetnek).
Általánosságban elmondható, hogy a plazma eljárás alkalmazása elterjedtebbé válik a nagy teljesítményű hegesztéseknél, amikor a költségekkel kapcsolatos hátrányokat felülmúlják az eljárás belső előnyei.
Előnyök
A plazmaívhegesztési eljárás előnyei a TIG-eljáráshoz vagy más hagyományos hegesztési eljárásokhoz képest a következők: magasabb energiakoncentráció és áramsűrűség, következésképpen kisebb torzítások, nagyobb hegesztési sebesség és nagyobb áthatolás; nagyobb ívstabilitás alacsony áramerősségek mellett, lehetővé téve a vékony, 0,05 mm-es vastagságok hegesztését; az ív homogénebb és nagyobb kiterjedésű, ami jobb működési láthatóságot, a hegesztési medence nagyobb állandóságát és az ívhossz változásaira való kisebb érzékenységet tesz lehetővé; kisebb a valószínűsége annak, hogy a gyöngyök volfrámzárványok és elektródák szennyeződjenek a töltőanyaggal.A Plasma eljárás egyik nagy előnye, különösen ami a logisztikát illeti (beszerzés, szállítás és anyagkészlet műveletek), a huzal (töltőfém) használatának kiküszöbölése.
Az ív (hő) intenzitása és koncentrációja miatt akár 10 mm vastag lemezek is hegeszthetők egy menetben. A plazma-eljárás az ívhossz-változásokkal szembeni nagyobb toleranciát (a pisztoly távolsága a hegesztendő alkatrésztől) és a nagyobb fúziós hőhatékonyságot is jóváírja, ami kisebb hegesztési térfogatot eredményez, alacsonyabb feszültséggel vagy torzítással.
Ezek az előnyök más pozitív jellemzőkkel együtt a plazmahegesztési eljárást számos alkalmazásban közvetlen versenytársba helyezték más hagyományos eljárásokkal, nemcsak a TIG-vel, de még a MIG/MAG-val is.
Korlátozások
Fontos rámutatni, hogy ennek a folyamatnak eredendően bonyolult működése van. Szükség van a jobb ízület-előkészítésre (alacsonyabb tolerancia) és a paraméterek beállításának nagyobb elsajátítására. A csatlakozási részek előkészítésének és rögzítésének alacsonyabb tűréskövetelménye ezt a folyamatot az automatizált vonalak felé irányítja, amint az az alábbi ábrán látható.További hátrány a plazmahegesztő rendszerek korlátozott kínálata és ezeknek a berendezéseknek a viszonylag magas költsége, különösen a TIG eljáráshoz képest.
Hátrányok
A plazmaívhegesztési eljárás hátrányai:- A berendezések magas költsége (kétszer-ötször több, mint a TIG);
- Drága és gyakoribb zseblámpa karbantartás;
- Magasabb gázfogyasztás;
- Igény a munkaerő magasabb képzettsége iránt.
Fontos pontok
A plazmahegesztés diffúziójának kritikus pontjai részben a hegesztési paraméterek szabályozására és a ténylegesen hegeszthető anyagokra vonatkozó összevont információk hiányára vezethetők vissza.Annak ellenére azonban, hogy a plazma-eljárás évek óta ismert a klasszikus irodalomból, az ipari környezetben még mindig nem talál nagy alkalmazást, különösen azokban az országokban, ahol az ipari fejlődés még mindig növekszik, például Brazíliában. Németországban azonban ezt az eljárást széles körben alkalmazzák bizonyos alkalmazásokban, mivel hatékonyabb, mint más íveljárások.
A plazmahegesztés kezdeti kudarcának egyik magyarázata az lehet, hogy az eljárást milyen módon vezették be a piacra; a „Plazmahegesztés” kifejezés egy összetett folyamatot juttatott a felhasználók tudatába, magas hozzáadott technológiával. „Marketing” szempontból a plazma szó használata a TIG-folyamat egy módosításának leírására ronthatta annak fogékonyságát.
A plazma-eljárást talán jobban fogadhatták volna a piacon, ha a TIG-eljárás új változataként, és nem egy másik eljárásként mutatják be. Egy új folyamat bevezetésekor fontos a végfelhasználói igényekhez való viszonyítása.
A berendezésgyártóknak nyilvánosságra kellett volna hozniuk az új eljárás alkalmazási lehetőségeit és a hagyományos eljárásokkal szembeni előnyöket. A plazma-eljárás történetében a berendezés beszállítói részéről az volt a tendencia, hogy sok információt adnak a folyamat működéséről, és kevés információt arról, hogy az eljárás mire képes.
Alapok
A plazma a plazmaívhegesztés fontos eleme. Az anyag három halmazállapotára szokás gondolni: szilárd, folyékony és gáz. A legismertebb elemnek, a víznek három halmazállapota van: jég, víz és gőz; az alapvető különbség e három állapot között az az energiaszint, amelyen vannak.Ha a jéghez hő formájában energiát adunk, az vízzé alakul, amely több hő hatására elpárolog. Ha több energiát adunk hozzá, egyes tulajdonságai, például a hőmérséklet és az elektromos jellemzők jelentősen módosulnak. Ezt a folyamatot ionizációnak nevezzük, vagyis szabad elektronok és ionok keletkezését a gáz atomjai között.
Amikor ez megtörténik, a gáz elektromosan vezető plazmává válik, vagyis a szabad elektronok elektromos áramot továbbítanak. Ezért tekintik a plazmát az anyag negyedik halmazállapotának.
Ugyanez a tény figyelhető meg a plazmában: minél kisebb a metszet, annál magasabb a hőmérséklet.
A plazmaívhegesztés két munkatechnikával történik, ezek a fúziós és az úgynevezett "kulcslyuk" technika.
Fúzió
A fúziós hegesztést, hasonlóan más íveljárásokhoz, általában egy vagy több menetes kézi hegesztésnél alkalmazzák, alacsony hegesztőárammal és alacsony gázáramlással. Lehetőség van töltőfém hozzáadására a hegesztőmedencébe, rúd formájában."Kulcslyuk"
A "kulcslyuk" technikában a plazmasugár kis lyukat készít az ízületi régióban; ez a lyuk a fáklya mozgásával meghosszabbodik, és az elmozdulás során az ív által megolvadt fém a plazma körül mozog, létrehozva a hegesztési medencét; ez bezárja a lyukat a régióban és megszilárdul, hegesztve a kötést.Miért az argon?
Az argont előnyben részesítették a kisáramú hegesztésben, mivel magasabb ionizációs potenciálja van. Elősegíti a reaktív fém-oxid rétegek jobb tisztítását és megkönnyíti az elektromos ív felnyitását. Szénacélok, nagy szilárdságú acélok és reakcióképes fémek, például titán és cirkónium megmunkálásánál használják.Más inert gázok, például tiszta hélium vagy argonnal kevert gázok is alkalmazhatók, de ezek nagyobb feszültséget igényelnek az ív kiütéséhez. A hélium (He) használata több energiát fejleszt a plazmában, ezért a nyílásos fúvóka hűtésének nagyon hatékonynak kell lennie.
A plazmához argon és hidrogén keverékeket is használnak, azzal az előnnyel, hogy a hidrogén redukáló karakterrel rendelkezik, és képes növelni az ív összetételét, csökkentve az alávágások kockázatát és növelve a hegesztési sebességet.
Hegesztö felszerelés
A plazmaívhegesztés történhet manuálisan vagy géppel, némi adaptációval. Mindkét eljárást széles körben használják, és bármilyen helyzetben használhatók. A berendezés áramforrásból, ívkibocsátó rendszerből, plazma hegesztőpisztolyból, gázpalackokból és vezérlőrendszerből áll.Tápegység
A felhasznált energiaforrás állandó áram, amely lehet egyenirányító, generátor vagy inverter, egyenárammal és közvetlen polaritással. A plazmahegesztő források különböznek a vágókétól, mivel a berendezés vágásakor a berendezés üresjárati feszültségének 200 V-nál nagyobbnak kell lennie. A 65V és 80V közötti üresjárati feszültségű források elő- és utóáramlással elő- és utóáramlással elő- és utóáramú elő- és utóáramú elő- és utóáramú elő- és utóáramú elő- és utóáramú elő- és utóáramú elő- és utóáramú elő- és utóáramú elő- és utóáramú elő- és utóáramú elő- és utóáramú ívnyitási rendszerekkel adaptálhatók.Nagyfrekvenciás generátor
Az ív kinyitásához nagyfrekvenciás generátort használnak a pilotív létrehozására. Átvitt ívvel történő munkavégzés esetén általában a pilotívet alkalmazzák, amelyhez kis kapacitású segédenergia-forrás szükséges az áramellátáshoz.Fáklya
A fáklya a wolframelektróda rögzítésére és az elektromos ív irányítására szolgál; fel van szerelve egy fogantyúval a hegesztőgép kezeléséhez, egy bilincskészlettel az elektróda rögzítéséhez, vezetékekkel a gáz és a hűtővíz átvezetésére, egy réz fúvókával az elektromos ív szűkítéséhez és egy kerámia fúvókával a szigeteléshez és a kezelő védelméhez.
A plazmapisztolyban az elektróda hegyét egy fúvókába gyűjtik, amelyen keresztül a plazma áramlik. A gáz az elektromos íven áthaladva plazmát képez, ami a molekulák atomokká, ezek pedig ionokká és elektronokká disszociációja.
A fúvókán belüli felhevült gáz nagy nyomásnövekedésen megy keresztül, és mivel egy kis nyíláson keresztül kell kilépnie, nagy, 6 km/s nagyságrendű sebességre tesz szert, kihangsúlyozva a disszociáció jelenségét.
Egyes fáklyáknak csak egy központi furata van a gáz és az ív áthaladásához; másoknak más lyukak vannak a segédgáz átvezetésére, ami nagyobb hegesztési sebességet tesz lehetővé.
Gázpalackok
A gázpalackok az ionizálható gáz és a védőgáz forrásai; nyomás- és áramlásszabályozókkal és tömlőkkel vannak ellátva. A gázáramlás szabályozásának nagyon pontosnak kell lennie, mivel ez egy fontos változó a folyamatban.Vezérlő rendszer
A vezérlőrendszer lehetővé teszi a hegesztési változók beállítását, valamint a berendezések és segédberendezések aktiválását, ha gépesített hegesztésről van szó. Ezek az eszközök hasonlóak a TIG hegesztésben használtakhoz, azaz többek között huzalelőtolókhoz, mozgórendszerekhez, ívrezgéshez.Kézi és gépesített hegesztés
A kézi hegesztés során a fém csepegtetve kerül felhordásra, amelyet egy kézzel adagolnak, míg a másik a hegesztési medencét vezérli. A gépesített hegesztésnél a huzaltekercs állandó fordulatszámú automata adagolóba kerül. Az automata rendszert akkor használják, ha a hegesztőáram meghaladja a 100 A-t; akkor is alkalmazható, ha a vezetéket a Joule-effektus előmelegíti, mivel elektromos áram folyik rajta, mielőtt elérné a hegesztőmedencét.Fogyóeszközök típusai és funkciói
A plazmaívhegesztéshez használt fogyóeszközök a következők: töltőfém, ionizációs gáz (plazma) és védőgáz. A wolframelektróda nem tekinthető fogyóeszköznek, de idővel elhasználódik.- A töltőfémnek az a funkciója, hogy bejuttassa a töltőanyagot és megkönnyítse az egyesülést.
- A plazmának az a funkciója, hogy eszközt biztosítson az elektronok átviteléhez az elektródáról a munkadarabra (vagy fordítva)
- A védőgáznak az a feladata, hogy megvédje az olvadt medencét a légköri levegő szennyeződésétől.
Ízületek előkészítése és tisztítása
A hézagok plazmahegesztéshez való előkészítése és tisztítása megköveteli a TIG hegesztéshez szükséges minden gondosságot, különös tekintettel a következőkre:- A letörést és az éleket a fényes fémhez kell tisztítani, 10 mm-es tartományban, a belső és a külső oldalon.
- A varratgyökér lerakásakor az alkatrész másik oldalán inert gázzal védelmet kell alkalmazni. Ezt a gázt, amelyet az ízület gyökerébe fecskendeznek be, tisztításnak nevezik. A szénacélok esetében a védelem nem szükséges.
Kiváltott folytonossági zavarok
A hegesztési ellenőrnek meg kell jegyeznie, hogy a TIG eljárással való hasonlóságok miatt a PAW folyamat ugyanolyan típusú megszakadásokat generálhat.A TIG-hez hasonlóan a PAW folyamat sem termel salakot.
Biztonsági szempontok
A volfrámelektróda és a hegesztőmedence közötti ív alakját inert gáz képezi. Mivel a töltőfém közvetlenül a hegesztőmedencébe kerül, a fém nem megy át az íven, így lényegesen kisebb a füstkibocsátás.Alumínium vagy rozsdamentes acél hegesztése esetén elfogadhatatlan ózonszint képződhet. Emiatt eszközöket kell biztosítani a munkakörnyezetből való eltávolításához. Vigyázni kell a keletkező elektromos és mágneses mezőkre is.
Ismerje meg a Hegesztést
Szeretne többet megtudni a hegesztésről? Látogasson el a oldalra Gyors Tanfolyam.
Idézet
Amikor egy tényt vagy információt bele kell foglalnia egy feladatba vagy esszébe, akkor azt is meg kell adnia, hogy hol és hogyan találta meg ezt az információt (Mi az a plazmahegesztés).
Ez hitelességet kölcsönöz a dolgozatának, és néha szükség van rá a felsőoktatásban.
Az élet (és az idézet) megkönnyítése érdekében másolja be és illessze be az alábbi információkat a feladatába vagy esszébe:
Luz, Gelson. Mi az a plazmahegesztés?. Anyagok Blog. Gelsonluz.com. nn hh eeee. URL.
Most cserélje ki a nn, hh és eeee dátumot, napot, hónapot és évet, amikor böngészett ezen az oldalon. Cserélje ki az oldal tényleges URL -jének URL -jét is. Ez az idézési formátum az MLA -n alapul.
Megjegyzések