Сварка сжатой дугой

При сварке сжатой дугой - плазменной сварке и резке - в качестве источника нагрева используется электрическая дуга, столб которой принудительно сжат потоком плазмообразующего газа в канале плазменной горелки для повышения концентрации его тепловой энергии на обрабатываемом изделии. При обычной дуговой сварке дуга горит свободно между электродом и изделием. Однако если при помощи каких-либо приемов не дать возможность дуге занять ее естественный объем, а сжать ее, то температура дуги значительно повышается.

Рис. 7.17. Сварка сжатой дугой

Основным инструментом при плазменной сварке и резке является плазмотрон (рис. 7.17). В устройствах такого типа рабочий газ (аргон, гелий, водород) подается в разрядную камеру с корпусом (1), внутри которой горит мощная дуга между вольфрамовым (гафниевым, циркониевым) электродом (2) (катодом) и изделием (4) (анодом). За счет теплообмена с дугой газ нагревается, ионизируется и истекает через выходное отверстие камеры (сопло) в виде плазменной струи (3), используемой в качестве источника нагрева. Плазмой принято считать частично или полностью ионизированный газ. Плазма газового разряда в зависимости от состава среды характеризуется температурами более 2000 до 50000 °С.

По характеру возбуждения и горения дуги различают два основных способа сварки: дугой прямого действия и дугой косвенного действия. При сварке дугой прямого действия изделие включено в сварочную цепь дуги, активные пятна которой располагаются на неплавящемся электроде (2) и изделии (4) (рис. 7.17, а). При сварке сжатой дугой косвенного действия дуга возбуждается и горит между неплавящимся электродом (2) и металлическим корпусом (1) (рис. 7.17, б). Сварку можно выполнять на переменном или постоянном токе прямой полярности. На практике в основном сварку производят на постоянном токе прямой полярности дугой прямого действия. В зависимости от толщины свариваемого металла этот способ сварки подразделяется на три вида: микроплазменная сварка (металл толщиной 0, 1 — 1 мм), плазменная сварка плавлением (металл толщиной 1—3 мм) и плазменная сварка со сквозным проплавлением (металл толщиной свыше 3 мм).

Плазменной дугой сваривают углеродистые и нержавеющие стали, тугоплавкие и цветные металлы, а также неметаллические материалы. Например, можно сваривать нержавеющие стали и алюминиевые сплавы толщиной 10 мм.

Особенно широкое применение находит микроплазменная сварка для соединения листов толщиной 0, 025…0, 8 мм из углеродистой и нержавеющей стали, меди, никелевых сплавов, титана, молибдена, тантала, вольфрама, золота в самолетостроении, атомной, газовой, электронной, медицинской и других отраслях промышленности при изготовлении сильфонов, миниатюрных трубопроводов, полупроводниковых приборов и многих других изделий.