Плазмове зварювання — зварювання плавленням, за якого деталі, що з’єднуються, нагріває плазмова дуга, стиснена струменем газу (аргоном, гелієм, воднем і їхніми сумішами). Його особливістю є висока температура (10 000-30 000 °С) стовпа дуги. Унаслідок стискання та великої густини струму матерія переходить у четвертий агрегатний стан, який називають плазмою.

Плазма являє собою оголені ядра атомів і відірвані від них електрони. Розрізняють 2 види дугової плазми, плазма, виділена із стовпа дуги (рис. 55.1, а), і плазма, яка збігається зі стовпом дуги (рис. 55.1, б). Відповідно є 2 види зварювальних пальників — плазмотронів. У плазмотронах із плазмою, виділеною із стовпа дуги, дуга горить між неплавким вольфрамовим електродом, що є катодом, і охолоджуваним водою соплом. У ньому випадку плазмова дуга є незалежною від виробу, тому що виріб не під’єднаний до зварювального кола. У плазмотронах із плазмою, яка збігається зі стовпом дуги, дуга горить між вольфрамовим електродом (катод) і виробом, що під’єднаний до позитивного полюса джерела струму.

Електрод перед зварюванням загострюють на конус під кутом 28-30 °С. Довжина конуса має становити 5-6 діаметрів електрода. Конус притуплюють із діаметром 0,2-0,5 мм. Електрод установлюють так, щоб його вісь збігалася з віссю плазмоутворювальної насадки. Для зварювання використовують плазмо-утворювальні гази: аргон і його суміші з воднем і гелієм та захисні гази: суміш аргону з 5-8 % водню — для зварювання легованих сталей, міді й нікелю та вуглекислий газ — для зварювання низьковуглецевих і низьколегованих сталей.

Рис 55.1. Схема устаткування плазмового зварювання: а — плазмою, виділеною із стовпа дуги; б — плазмою, яка збігається зі стовпом дуги;

1 — вольфрамовий електрод;

2 — струмопідвідний мундштук;

З — охолоджувальна вода; 4 — стовп дуги; 5 — мідне сопло; 6 — плазмовий струмінь (дуга); 7 — основний метал

Кромки деталей перед зварюванням зачищають щітками від бруду й масла на ширину ЗО мм і обезжирюють розчином. Стики складають без зазорів. Максимальний зазор не повинен перевищувати 1,5 мм. Прмхватки викону-

ють покритими електродами, аргоно-дуговим або ручним плазмовим зварюванням.

Плазмове зварювання проводять на постійному струмі прямої полярності. Щоб шов набув потрібної форми, для зварювання використовують присаджувальний метал діаметром не менше за 1,5 мм. У процесі зварювання пальнику й дроту надають коливальних рухів з амплітудою 2-4 мм. До того ж кінець присадки має завжди знаходитись у зоні захисного газу.

Плазмове зварювання використовують для стикових з’єднань завтовшки до 10-15 мм без розчищання кромок. За більшої товщини з’єднання виконують V- або U-подібний скіс кромок з кутом розкриття 30° і притупленням 7-10 мм.

Плазмовою дугою можна зварювати з’єднання завтовшки 0,1 мм і менше. У цьому випадку вже за сили струму 1 А утворюється плазмова дуга, яка має голчасту форму. Плазмотрони для зварювання тонких матеріалів розраховані на силу струму до 7 А.

Дугову плазму використовують для зварювання, різання і наплавлення металів. Зварювання може бути ручне, напівавтоматичне й автоматичне.

Рис. 55.2. Схема електронної гармати:

1 — катодна спіраль;

2 — фокусу ват ьна головка катода; 3 — перший анод з отвором; 4 — фокусувальна магнітна котушка для регулювання діаметра плями нагрівання на виробі;

5 — магнітна система відхилення променя; 6 — зварюваний виріб; 7 — високовольтне джерело постійного струму для живлення катода;

U — електрична напруга

Це матеріал з підручника "Види з’єднань" Гуменюк, Паржницький 2021