Впервые полезное применение плазмы в сварочном деле было произведено еще в прошлом столетии. На первых этапах её использовали в определенных отраслях, как, например, космонавтика. Однако позже плазменная сварка расширила область своего применения.
На сегодняшний день таким видом сварки пользуются, в том числе и бытовые сварщики, а оборудование для такой сварки можно спокойно купить – благо, рынок аппаратов это позволяет.
Далее мы разберемся, что же это за оборудование, какие у него бывают виды и как оно устроено.
В чем суть?
Для начала, важно понимать, что такое плазма. Это – одно из четырех агрегатных состояний вещества, которое является ионизированным газом. Плазмовый сварочный аппарат позволяет работать с тремя разновидностями дуги: прямой, косвенной и смешанной.
Сами же агрегаты имеют возможность выдавать диапазон температуры в рамках 5-10000 C. Из-за свойства сварочной дуги в плазмотроне распадаться её необходимо определенным образом закрутить.
Это позволяет сформировать мощную, стабильную и тонкую дугу путем быстрой ионизации газа. Энергия концентрируется на одном определенном участке, где, собственно, и плавится металл.
Более того, плазмотрон способен создать такую дугу, которая может как осуществить нагревание многих металлов независимо от свойств и характеристик, так расплавить его.
Для защиты рабочего участка используют в большинстве случаев аргон или азот. Конструкция горелки позволяет проводить сварку и подачу защитного газа одномоментно. Это не дает материалу окисляться и соединение по итогу получается высокого качества.
Компоненты плазмотрона
Подобное оборудование обычно состоит из нескольких элементов. К ним относятся блок питания, горелка, катод и кабель-пакеты. Сейчас отдельно пройдемся по каждому из них.
Технологический прогресс характерен, в том числе и тем, что вместо трансформаторов стали использовать транзисторные блоки питания. Это позволило существенно уменьшить габариты и вес сварочных аппаратов, а также расширить их функционал.
Блоки питания, которые ныне используют в современном оборудовании, работают на транзисторах IGBT. Это дает возможность поддерживать достаточно стабильный уровень сварочной дуги и производить настройку сварочного тока с использованием рукоятки.
Некоторые более богатые по функционалу модели имеют возможность производить бесконтактный поджиг дуги, могут удерживать ее в дежурном режиме на небольших значениях тока.
Сейчас они делятся на несколько разновидностей, они имеют свои особенности, все они предназначены для проведения определенных работ и работают с разного вида аппаратами.
Как правило, подбор горелки необходимо осуществлять исходя из того, какой у вас сварочный аппарат и какая у него мощность. Сварочные горелки малых и средних мощностей используются в основном в ручном режиме.
Что касается мощных горелок с использованием сильного тока, то их обычно устанавливают на специальный манипулятор. Для передачи тока используют такой элемент как катод.
Широко распространены среди бытовых пользователей катоды из меди и вольфрама, которые легированы гафнием. Они не несут вреда жизни и здоровью мастера.
Чего нельзя сказать о бериллиевых и ториевых катодах, которые имеют свойство выделять вредные для человека испарения.
Такие материалы используются преимущественно в профессиональной сварке на производствах, и для нивелирования воздействия вредных испарений важно, чтобы на рабочем месте была обустроена хорошая вентиляция.
Для соединения сварочного агрегата непосредственно с горелкой применяется кабель-пакет.
Простыми словами, это большой провод, где есть два шланга, через которые будут подавать защитный и рабочий газы, два шланга для гидрообеспечения, и кабеля, осуществляющие подачу тока и т.п. Внешний вид всего этого богатства напоминает пакет, что и породило его название.
Даже с учетом такого набора элементов, он хорошо поддается для сгибания без риска повреждения внутренних элементов. Однако стоит помнить, что всё нужно делать в меру и с головой.
Виды плазменных аппаратов
На сегодняшний день существует несколько разновидностей плазмотронов, каждый из которых обладает различным набором опций и имеющие свое целевое назначение. Кроме непосредственно самого агрегата, отличаются, как мы уже упоминали, и сварочные горелки.
Всего же, можно условно разделить плазменное сварочное оборудование на три вида. Сейчас проанализируем каждый из них.
Первая категория – это микроплазменная аппаратура. Такое оборудование имеет большой набор функций, способный выдать ток 25 А.В основном, они в работе, для которой важны точность – например, ювелирами (используют во время работы с небольшими деталями), или же используются мастерами при сварке тонких металлов.
Такое оборудование довольно просто сконструировано и не вызывает трудностей во время эксплуатации. Функционирует на постоянном токе.
Сопло как правило имеет диаметр до 3 мм. Рабочий газ – ацетиленовые смеси. Катод используют из меди.
Отраслей, где применяются такие агрегаты намного меньше, нежели у микроплазменного оборудования. Их применяют для металлической резки с использованием воздуха как рабочего газа (при необходимости есть возможность использования любого защитного газа).
Отличия с предыдущей категорией кроются и в самом устройстве среднеточных аппаратов – здесь оно более сложное. То же касается и сварочных горелок.
Здесь используется вольфрамовый катод. Также стоит отметить, что существуют сварочные горелки, в которых предусмотрена специальная система гидроохлаждения анода.
Все из-за чрезмерной мощности, в которой попросту нет нужды во время сварочных работ начального и полупрофессионального уровней, а также неудобств при работе.
В отличие от двух предыдущих категорий, сильноточные плазмотроны имеют очень сложную конструкцию и устройство.
Плюс к этому, у сварочных горелок сильноточных аппаратов есть специальная охлаждающая система, рассчитанная на работу с таким оборудованием. При работе используют вольфрамовые катоды.
Подводя итоги
Сварка и резка с применением плазмы – пусть и хороший, но достаточно нераспространенный метод.
Прежде всего, это объясняется тем, что само оборудование для такой сварки стоит недешево, мастер должен обладать определенным набором навыков, а это все, согласитесь, не очень подходит для бытовой или даже полупрофессиональной сварки.
В основном, такую аппаратуру используют на больших предприятиях и производствах, устанавливая её на специальное автоматическое оборудование. Тем не менее надеемся, что после прочтения нашей статьи вы разобрались с особенностями плазмотронов и где они используются.
И более чем уверены, что у вас не возникнет сложностей с плазменной сваркой в случае, если вам с ней придется работать. Желаем успехов!
