Плазменная дуговая сварка (PAW)
Плазменная сварка — это процесс дуговой сварки, при котором для соединения металлов используется плазменная горелка. Принцип этого метода заимствован из технологии GTAW, также известной как сварка TIG, при которой электрическая дуга зажигается между электродом и заготовкой.
Давайте копнем глубже и узнаем, что такое плазменная сварка.
Что такое плазменная сварка?
Плазменно-дуговая сварка (PAW) — это процесс сварки плавлением, в котором для сварки металлов используется неплавящийся электрод и электрическая плазменная дуга. Подобно TIG, электрод обычно изготавливается из торированного вольфрама. Его уникальная конструкция горелки дает более сфокусированный луч, чем при сварке TIG, что делает ее отличным выбором для сварки как тонких металлов, так и для создания глубоких узких сварных швов.
Плазменная сварка часто используется для соединения нержавеющей стали, алюминия и других металлов, сложных в сварке. Подобно кислородно-топливной сварке, этим аппаратом также можно резать металл (плазменная резка), что делает его универсальным инструментом для производителей.
Процесс плазменной дуговой сварки
Технологич плазменной дуговой сварки основана на принципе зажигания дуги между неплавящимся вольфрамовым электродом и заготовкой. Плазменное сопло имеет уникальную конструктивную особенность, в которой электрод расположен внутри корпуса горелки.Это позволяет плазме дуги выходить из факела отдельно от оболочки защитного газа.
Кроме того, узкое отверстие сопла увеличивает скорость потока плазмообразующего газа, обеспечивая его более глубокое проникновение. Хотя присадочный металл обычно подается на переднюю кромку сварочной ванны, это не относится к созданию корневых швов.
Сложность плазменной сварочной горелки отличает ее от газовой вольфрамовой дуговой сварки. Плазменные сварочные горелки работают при очень высоких температурах , из-за которых их сопло может расплавиться, поэтому необходимо всегда использовать водяное охлаждение. Хотя этими горелками можно управлять вручную, в настоящее время большинство современных плазменных сварочных горелок предназначены для автоматической сварки.
Наиболее распространенными дефектами, связанными с плазменной сваркой, являются вольфрамовые включения и подрезы. Включения вольфрама возникают, когда сварочный ток превышает возможности вольфрамового электрода и мелкие капли вольфрама захватываются металлом шва. Подрезы обычно связаны со сваркой PAW в режиме замочной скважины, и их можно избежать, используя активированные флюсы.
Description: Плазменная сварка: принцип действия, устройство аппарата, а также достоинства и недостатки. Сравнение плазменной сварки со сваркой TIG.
plazmennaya-dugovaya-svarka-paw
Давайте копнем глубже и узнаем, что такое плазменная сварка.
Что такое плазменная сварка?
Плазменно-дуговая сварка (PAW) — это процесс сварки плавлением, в котором для сварки металлов используется неплавящийся электрод и электрическая плазменная дуга. Подобно TIG, электрод обычно изготавливается из торированного вольфрама. Его уникальная конструкция горелки дает более сфокусированный луч, чем при сварке TIG, что делает ее отличным выбором для сварки как тонких металлов, так и для создания глубоких узких сварных швов.
Плазменная сварка часто используется для соединения нержавеющей стали, алюминия и других металлов, сложных в сварке. Подобно кислородно-топливной сварке, этим аппаратом также можно резать металл (плазменная резка), что делает его универсальным инструментом для производителей.
Процесс плазменной дуговой сварки
Технологич плазменной дуговой сварки основана на принципе зажигания дуги между неплавящимся вольфрамовым электродом и заготовкой. Плазменное сопло имеет уникальную конструктивную особенность, в которой электрод расположен внутри корпуса горелки.Это позволяет плазме дуги выходить из факела отдельно от оболочки защитного газа.
Кроме того, узкое отверстие сопла увеличивает скорость потока плазмообразующего газа, обеспечивая его более глубокое проникновение. Хотя присадочный металл обычно подается на переднюю кромку сварочной ванны, это не относится к созданию корневых швов.
Сложность плазменной сварочной горелки отличает ее от газовой вольфрамовой дуговой сварки. Плазменные сварочные горелки работают при очень высоких температурах , из-за которых их сопло может расплавиться, поэтому необходимо всегда использовать водяное охлаждение. Хотя этими горелками можно управлять вручную, в настоящее время большинство современных плазменных сварочных горелок предназначены для автоматической сварки.
Наиболее распространенными дефектами, связанными с плазменной сваркой, являются вольфрамовые включения и подрезы. Включения вольфрама возникают, когда сварочный ток превышает возможности вольфрамового электрода и мелкие капли вольфрама захватываются металлом шва. Подрезы обычно связаны со сваркой PAW в режиме замочной скважины, и их можно избежать, используя активированные флюсы.
Description: Плазменная сварка: принцип действия, устройство аппарата, а также достоинства и недостатки. Сравнение плазменной сварки со сваркой TIG.
plazmennaya-dugovaya-svarka-paw
Режимы работы плазменно-дуговой сварки
При плазменной сварке используются три режима работы, при которых она может работать при различных токах:
✅ Микроплазма (0,1 – 15А)
В этом рабочем режиме можно запускать дуги при малых токах, стабильно при длине дуги до 20 мм.
✅ Микроплазменная сварка применяется для соединения тонких листов толщиной до 0,1 мм, что оптимально для создания проволочных сеток с минимальными деформациями.
✅ Средний ток (15 – 200А)
Характеристики плазменной дуги очень похожи на сварку TIG, но дуга более жёсткая, поскольку узкое отверстие горелки сдерживает плазму. Мы можем увеличить проплавление сварочной ванны, увеличив скорость потока плазмы, но это увеличивает риск загрязнения защитным газом.
✅ Режим среднего тока или плавления обеспечивает лучшее проникновение, чем TIG, и улучшенную защиту. Единственным недостатком является то, что горелка требует обслуживания и более громоздка по сравнению с горелкой TIG.
✅ Режим замочной скважины (более 100А)
Мощный плазменный пучок используется для включения сильноточного режима, также известного как замочная скважина, путем увеличения расхода газа и сварочного тока. Этот режим обеспечивает глубокое проплавление за один проход (толщиной до 10 мм для некоторых материалов) для создания однородной сварочной ванны из расплавленного металла.
Подобно электронно-лучевой сварке, режим замочной скважины отлично подходит для сварки более толстых материалов на высоких скоростях. Чтобы гарантировать качественные сварные швы, обычно добавляют присадочный материал. Его области применения включают механизированную сварку, позиционную и сварку труб.
✅ Микроплазма (0,1 – 15А)
В этом рабочем режиме можно запускать дуги при малых токах, стабильно при длине дуги до 20 мм.
✅ Микроплазменная сварка применяется для соединения тонких листов толщиной до 0,1 мм, что оптимально для создания проволочных сеток с минимальными деформациями.
✅ Средний ток (15 – 200А)
Характеристики плазменной дуги очень похожи на сварку TIG, но дуга более жёсткая, поскольку узкое отверстие горелки сдерживает плазму. Мы можем увеличить проплавление сварочной ванны, увеличив скорость потока плазмы, но это увеличивает риск загрязнения защитным газом.
✅ Режим среднего тока или плавления обеспечивает лучшее проникновение, чем TIG, и улучшенную защиту. Единственным недостатком является то, что горелка требует обслуживания и более громоздка по сравнению с горелкой TIG.
✅ Режим замочной скважины (более 100А)
Мощный плазменный пучок используется для включения сильноточного режима, также известного как замочная скважина, путем увеличения расхода газа и сварочного тока. Этот режим обеспечивает глубокое проплавление за один проход (толщиной до 10 мм для некоторых материалов) для создания однородной сварочной ванны из расплавленного металла.
Подобно электронно-лучевой сварке, режим замочной скважины отлично подходит для сварки более толстых материалов на высоких скоростях. Чтобы гарантировать качественные сварные швы, обычно добавляют присадочный материал. Его области применения включают механизированную сварку, позиционную и сварку труб.
Сравнение плазменной сварки и сварки TIG
Обычно при сварке TIG используется вольфрамовый электрод для зажигания дуги между горелкой и заготовкой. Плазменный процесс работает аналогично, но использует другую настройку сварочной горелки. Узкая конструкция сопла позволяет электронам двигаться с большими скоростями. Это ионизирует газ, создавая струю плазмы с высокой концентрацией тепла, обеспечивая более глубокое проникновение.
Поскольку плазменная сварка обеспечивает большую точность, чем сварка TIG, она имеет меньшую зону термического влияния, что идеально подходит для создания более узких швов. В идеале плазменная сварка является лучшим выбором, чем сварка TIG, поскольку она является более продвинутой версией последней. Технология, лежащая в основе плазменного оборудования, позволяет ему работать с более низким потреблением тока, большей стабильностью дуги, что приводит к лучшему зазору и допускам при изменении длины дуги.
Однако сварка TIG является более простым методом. Из-за сложных параметров, нужных для плазменной сварки оператору потребуется дополнительное обучение, чтобы перейти от продвинутой сварки TIG к PAW. И, наконец, оборудование для сварки TIG дешевле и требует меньшего обслуживания, чем чувствительная и сложная горелка для плазменной дуговой сварки.
Подобно сварке TIG, плазменная сварка подходит для большинства известных металлов, хотя для некоторых из них она может оказаться не самым экономичным решением:
✅ Легированная сталь;
✅ Алюминий;
✅ Бронза;
✅ Углеродистая сталь;
✅ Медь;
✅ Железо;
✅ Инконель;
✅ Магний;
✅ Монель;
✅ Никель;
✅ Нержавеющая сталь
✅ Титан
✅ Инструментальная сталь
✅ Вольфрам
Оборудование
Уникальная конструкция плазменной горелки с водяным охлаждением является главным отличием от других сварочных процессов. Принципы его работы уже объяснялись в предыдущих разделах статьи.
В зависимости от материала сварного шва и желаемых характеристик сварки можно выбрать различные типы наконечников сопла.
Консоль управления
В то время как обычные методы сварки напрямую соединяют горелку с источником питания, плазменная дуговая сварка использует консоль управления между ними.
Некоторые функции пульта включают в себя схему защиты горелки, устройство высокочастотного зажигания дуги, источник питания для дежурной дуги, водяной и газовый клапаны, индивидуальные счетчики плазмы и расхода защитного газа.
Источник питания
Плазменно-дуговая сварка использует мощность постоянного тока (выпрямители или генераторы) напряжением не менее 70 вольт для напряжения холостого хода с падающими характеристиками, чтобы лучше контролировать образование сварных швов.
Используемые газы
✅ Плазменный газ - выходит из сужающегося сопла отдельно от оболочки защитного газа и ионизируется.
✅ Защитные газы (аргон, гелий, водород) – инертный газ защищает сварной шов от атмосферы.
✅ Обратная продувка и остаточный газ – для некоторых материалов требуются особые условия
Механизм подачи проволоки
При плазменной сварке могут использоваться механизмы подачи проволоки с постоянной скоростью, которая может изменяться от 254 мм в минуту до 3180 мм в минуту.
Поскольку плазменная сварка обеспечивает большую точность, чем сварка TIG, она имеет меньшую зону термического влияния, что идеально подходит для создания более узких швов. В идеале плазменная сварка является лучшим выбором, чем сварка TIG, поскольку она является более продвинутой версией последней. Технология, лежащая в основе плазменного оборудования, позволяет ему работать с более низким потреблением тока, большей стабильностью дуги, что приводит к лучшему зазору и допускам при изменении длины дуги.
Однако сварка TIG является более простым методом. Из-за сложных параметров, нужных для плазменной сварки оператору потребуется дополнительное обучение, чтобы перейти от продвинутой сварки TIG к PAW. И, наконец, оборудование для сварки TIG дешевле и требует меньшего обслуживания, чем чувствительная и сложная горелка для плазменной дуговой сварки.
Подобно сварке TIG, плазменная сварка подходит для большинства известных металлов, хотя для некоторых из них она может оказаться не самым экономичным решением:
✅ Легированная сталь;
✅ Алюминий;
✅ Бронза;
✅ Углеродистая сталь;
✅ Медь;
✅ Железо;
✅ Инконель;
✅ Магний;
✅ Монель;
✅ Никель;
✅ Нержавеющая сталь
✅ Титан
✅ Инструментальная сталь
✅ Вольфрам
Оборудование
Уникальная конструкция плазменной горелки с водяным охлаждением является главным отличием от других сварочных процессов. Принципы его работы уже объяснялись в предыдущих разделах статьи.
В зависимости от материала сварного шва и желаемых характеристик сварки можно выбрать различные типы наконечников сопла.
Консоль управления
В то время как обычные методы сварки напрямую соединяют горелку с источником питания, плазменная дуговая сварка использует консоль управления между ними.
Некоторые функции пульта включают в себя схему защиты горелки, устройство высокочастотного зажигания дуги, источник питания для дежурной дуги, водяной и газовый клапаны, индивидуальные счетчики плазмы и расхода защитного газа.
Источник питания
Плазменно-дуговая сварка использует мощность постоянного тока (выпрямители или генераторы) напряжением не менее 70 вольт для напряжения холостого хода с падающими характеристиками, чтобы лучше контролировать образование сварных швов.
Используемые газы
✅ Плазменный газ - выходит из сужающегося сопла отдельно от оболочки защитного газа и ионизируется.
✅ Защитные газы (аргон, гелий, водород) – инертный газ защищает сварной шов от атмосферы.
✅ Обратная продувка и остаточный газ – для некоторых материалов требуются особые условия
Механизм подачи проволоки
При плазменной сварке могут использоваться механизмы подачи проволоки с постоянной скоростью, которая может изменяться от 254 мм в минуту до 3180 мм в минуту.
Области применения
Стальные трубы
PAW - отличный метод сварки при производстве стальных труб, поскольку он может использоваться при высокоскоростной сварке с большим проникновением в металл. Некоторые отрасли промышленности предпочитают процесс плазменной сварки обычному TIG, поскольку его система быстрее и использует меньше присадочного материала.
Электроника
Одним из сварочных параметров процесса плазменной сварки является то, что он может работать в режимах слабого тока. Этот режим позволяет выполнять сварку мелких металлических деталей, что хорошо для хрупких материалов, чувствительных к факторам окружающей среды.
Медицинская промышленность
Для эффективной работы медицинских устройств требуются точные компоненты. PAW идеально подходит для сварки этих компонентов, поскольку он может надежно создать равномерный сварной шов.
Преимущества плазменной сварки
✅ Может работать в любом положении сварки.
✅ Высокая скорость движения за счет концентрированного подвода тепла.
✅ Сварка в режиме замочной скважины обеспечивает полное проплавление.
✅ Слаботочный режим подходит для тонких и чувствительных компонентов.
Недостатки плазменной сварки
✅ Дорогостоящее оборудование и комплектующие.
✅ Требует более сложного обучения и навыков для качественной работы.
✅ Производит шум 100 дБ.
✅ Создает ультрафиолетовое и инфракрасное излучение.
✅ Водяное охлаждение необходимо из-за высоких рабочих температур.
✅ Сложное оборудование требует более тщательного обслуживания.
PAW - отличный метод сварки при производстве стальных труб, поскольку он может использоваться при высокоскоростной сварке с большим проникновением в металл. Некоторые отрасли промышленности предпочитают процесс плазменной сварки обычному TIG, поскольку его система быстрее и использует меньше присадочного материала.
Электроника
Одним из сварочных параметров процесса плазменной сварки является то, что он может работать в режимах слабого тока. Этот режим позволяет выполнять сварку мелких металлических деталей, что хорошо для хрупких материалов, чувствительных к факторам окружающей среды.
Медицинская промышленность
Для эффективной работы медицинских устройств требуются точные компоненты. PAW идеально подходит для сварки этих компонентов, поскольку он может надежно создать равномерный сварной шов.
Преимущества плазменной сварки
✅ Может работать в любом положении сварки.
✅ Высокая скорость движения за счет концентрированного подвода тепла.
✅ Сварка в режиме замочной скважины обеспечивает полное проплавление.
✅ Слаботочный режим подходит для тонких и чувствительных компонентов.
Недостатки плазменной сварки
✅ Дорогостоящее оборудование и комплектующие.
✅ Требует более сложного обучения и навыков для качественной работы.
✅ Производит шум 100 дБ.
✅ Создает ультрафиолетовое и инфракрасное излучение.
✅ Водяное охлаждение необходимо из-за высоких рабочих температур.
✅ Сложное оборудование требует более тщательного обслуживания.
КОНТАКТЫ
zakaz@ltm-tech.ru
Адрес производства:
188230, РОССИЯ, Ленинградская обл., Лужский р-н,
г. Луга, Шоссе Ленинградское, д. 36
РЕКВИЗИТЫ:
Общество с ограниченной ответственностью "ЛТМЕТАЛЛ"
МЕТАЛЛООБРАБОТКА
ИНН 4710014460
ОГРН 1204700013022
