Obrada materijala plazmom

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Uvođenje prerade plazme u industriju označilo je tehnološki iskorak i prijelaz na kvalitativno novu razinu proizvodnje. Opseg korisnih svojstava plazme vrlo je opsežan. Prije svega, to je proizvodnja elektroničkih uređaja i poluvodičkih uređaja. Bez plazma-kemijskog jetkanja, moderna osobna računala visokih performansi teško bi ugledala svjetlo. Ali to nije sve.

Ion-plazma obrada se također koristi u optici i strojarstvu za poliranje proizvoda, nanošenje zaštitnih premaza, difuzijsko zasićenje površine metala i legura, kao i za zavarivanje i rezanje čeličnog lima. U ovom radu fokus je na tehnologijama zavarivanja i rezanja pomoću plazme.

Opće odredbe

Iz školskih lekcija fizike svi znaju da materija može postojati u četiri stanja: kruto, tekuće, plinovito i plazma. Većina pitanja se nameće kada se pokušava predstaviti posljednje stanje. Ali zapravo, sve nije tako teško. Plazma je također plin, samo što su njegove molekule, kako kažu, ionizirane (odnosno odvojene od elektrona). Ovo stanje se može postićina mnogo načina: kao rezultat izlaganja visokim temperaturama, kao i kao rezultat bombardiranja atoma plina elektronima u vakuumu.

Takva plazma naziva se niskotemperaturna. Ova fizika procesa se koristi u provedbi taloženja plazme (jetkanje, zasićenje) u vakuumu. Postavljanjem čestica plazme u magnetsko polje može im se dati usmjereno gibanje. Kao što je praksa pokazala, takva je obrada učinkovitija u nizu parametara klasičnih operacija u tehnologiji strojarstva (zasićenje u praškastim medijima, plameno rezanje, izlijevanje pastom na bazi krom-oksida i tako dalje)..

Vrste tretmana plazmom

Trenutno se plazma aktivno koristi u gotovo svim industrijama i nacionalnom gospodarstvu: medicini, inženjerstvu, instrumentaciji, građevinarstvu, znanosti itd.

Pionir u primjeni plazma tehnologije bila je instrumentacija. Industrijska primjena plazma obrade započela je korištenjem svojstava ioniziranog plina za raspršivanje svih vrsta materijala i njihovo nanošenje na obloge, kao i na kanale za jetkanje radi dobivanja mikrosklopova. Ovisno o pojedinim značajkama uređaja tehnoloških instalacija, razlikuje se plazma-kemijsko jetkanje, ionsko-kemijsko i ionsko snop jetkanje.

Razvoj plazme je nevjerojatno vrijedan doprinos razvoju tehnologije i poboljšanju, bez pretjerivanja, kvalitete života cijelog čovječanstva. S prolazomvrijeme se proširilo područje primjene plinskih iona. I danas se obrada plazmom (u ovom ili onom obliku) koristi za stvaranje materijala s posebnim svojstvima (otpornost na toplinu, površinska tvrdoća, otpornost na koroziju i tako dalje), za učinkovito rezanje metala, za zavarivanje, za poliranje površina i uklanjanje mikrohrapavosti.

Ovaj popis nije ograničen na korištenje tehnologija temeljenih na učinku plazme na tretiranu površinu. Trenutno se aktivno razvijaju sredstva i metode raspršivanja plazmom korištenjem različitih materijala i načina obrade kako bi se postigla maksimalna mehanička i fizička svojstva.

Suština plazma zavarivanja

Za razliku od instalacija zasićenja ion-plazma i raspršivanja, u ovom slučaju, obrada plazmom se provodi visokotemperaturnom plazmom. Učinkovitost ove metode je veća nego kod tradicionalnih metoda zavarivanja (plamen, električni luk, zavarivanje pod vodom i tako dalje). Kao radna plinska smjesa, u pravilu se koristi obični atmosferski zrak pod tlakom. Dakle, ovu tehniku karakterizira odsutnost troškova za potrošne plinove.

Prednosti plazma zavarivanja

U usporedbi s tradicionalnim zavarivanjem, korištenje aparata za plazma zavarivanje sigurnije je. Razlog je sasvim jasan - korištenje atmosferskog kisika pod tlakom kao radnog plina. Trenutno, sigurnost u proizvodnji posvećuje se vrlo velika pozornost od strane vlasnikapoduzeća, rukovoditelji i regulatori.

Još jedna vrlo važna prednost je visoka kvaliteta šava (minimalno savijanje, nedostatak prodora i drugi nedostaci). Iako, da bi naučili kako se vješto koristiti aparatom za plazma zavarivanje, potrebno je mnogo mjeseci prakse. Samo u ovom slučaju, zavar i spojevi u cjelini zadovoljit će visoke standarde.

Ova tehnologija ima niz drugih prednosti. Među njima: velika brzina procesa zavarivanja (povećava se produktivnost), niska potrošnja energije (struja), visoka točnost spajanja, bez deformacija i savijanja.

Oprema za rezanje plazmom

Sam proces je vrlo osjetljiv na trenutne izvore koji se koriste. Stoga je dopušteno koristiti samo vrlo kvalitetne i pouzdane transformatore koji pokazuju konstantnost izlaznog napona. Step-down transformatori se koriste za pretvaranje visokog ulaznog napona u niski izlazni napon. Trošak takve opreme nekoliko je puta manji od cijene tradicionalnih pretvarača za elektrolučno zavarivanje. Također su ekonomičniji.

Oprema za rezanje plazmom jednostavna je za korištenje. Stoga, ako imate barem minimalno iskustvo i vještine, sve radove zavarivanja možete obaviti sami.

Tehnologija zavarivanja plazma

Ovisno o naponu napajanja, plazma zavarivanje se dijeli na mikro zavarivanje, zavarivanje nasrednje i velike struje. Sam proces temelji se na djelovanju usmjerenog strujanja visokotemperaturne plazme na elektron i na površine koje se zavaruju. Elektroda se topi, što rezultira trajnim zavarenim spojem.

Rezanje plazmom

Rezanje plazmom je proces u kojem se metal reže na sastavne dijelove usmjerenom strujom visokotemperaturne plazme. Ova tehnologija omogućuje savršeno ujednačenu liniju reza. Nakon plazma rezača, eliminira se potreba za dodatnom obradom konture proizvoda (bilo limenih ili cijevi).

Proces se može izvesti i s ručnim rezačem i sa strojem za plazma rezanje za rezanje čeličnog lima. Plazma nastaje kada se na struju radnog plina dovede električni luk. Kao rezultat značajnog lokalnog zagrijavanja dolazi do ionizacije (odvajanje negativno nabijenih elektrona od pozitivno nabijenih atoma).

Prijave za rezanje plazmom

Mlaz visokotemperaturne plazme ima vrlo visoku energiju. Njegova temperatura je toliko visoka da doslovno isparava mnoge metale i legure s lakoćom. Ova tehnologija se uglavnom koristi za rezanje čeličnih limova, limova od aluminija, bronce, mjedi, pa čak i titana. Štoviše, debljina lima može biti vrlo različita. To neće utjecati na kvalitetu linije reza - bit će savršeno glatka i ujednačena, bez pruga.

Međutim, treba napomenuti da za postizanje visoke kvalitete i ravnomjernostirezati kada radite s materijalom debelih stijenki, morate koristiti stroj za rezanje plazmom. Snaga ručne svjetiljke neće biti dovoljna za rezanje metala debljine od 5 do 30 milimetara.

Rezanje plinom ili plazma rezanje?

Kojoj vrsti rezanja i rezanja metala treba dati prednost? Što je bolje: rezanje kisikom ili tehnologija rezanja plazmom? Druga je opcija možda svestranija, jer je prikladna za gotovo sve materijale (čak i one sklone oksidaciji na povišenim temperaturama). Osim toga, plazma rezanje se provodi pomoću običnog atmosferskog zraka, što znači da ne zahtijeva kupnju skupog potrošnog materijala. A linija reza je savršeno ujednačena i ne zahtijeva profinjenost. Sve to u kombinaciji značajno smanjuje cijenu proizvoda i čini proizvode konkurentnijima.

materijali za rezanje plazmom

Treba uzeti u obzir činjenicu da najveća dopuštena debljina obrađenog metala ili legure ovisi o samom materijalu ili njegovoj klasi. Na temelju višegodišnjeg iskustva u proizvodnji i iskustva laboratorijskih istraživanja, stručnjaci daju sljedeće preporuke o debljini obrađenih materijala: lijevano željezo - ne više od devet centimetara, čelik (bez obzira na kemijski sastav i prisutnost legirajućih elemenata) - ne više od pet centimetara, bakar i legure na njegovoj osnovi - ne više od osam centimetara, aluminij i njegove legure - ne više od 12 centimetara.

Sve navedene vrijednosti su tipične za ručneobrada. Primjer takve jedinice domaće proizvodnje je plazma aparat Gorynych. Mnogo je jeftiniji od stranih analoga, a ni na koji način nije inferioran, a možda čak i superiorniji od njih u kvaliteti. Na tržištu je predstavljen širok raspon uređaja ovog proizvođača koji su dizajnirani za obavljanje raznih poslova (zavarivanje u kući, rezanje i zavarivanje metala različitih debljina, uključujući). Deblji listovi mogu se obraditi samo na strojevima velike snage.

Postojeće metode rezanja plazmom

Sve postojeće metode plazma rezanja mogu se podijeliti na mlazne i lučne. Štoviše, uopće nije važno koristi li se ručni rezač ili CNC stroj za plazma rezanje i rezanje. U prvom slučaju svi potrebni uvjeti za ionizaciju plina implementirani su u samom rezaču. Takav uređaj može obraditi gotovo sve materijale (metale i nemetale). U drugom slučaju, materijal koji se obrađuje mora imati električnu vodljivost (inače neće doći do električnog luka i doći će do ionizacije plina).

Pored razlika u načinu nastajanja plazme, obrada plazme se može klasificirati i prema tehnološkim značajkama rezanja na jednostavnu (bez upotrebe pomoćnih tvari), obradu vodom i obradu u zaštitnom plinskom okruženju. Posljednje dvije metode omogućuju vam da značajno povećate brzinu rezanja i da se u isto vrijeme ne bojite oksidacije metala.