10. Характеристики плазмового струменя

Так як ми електроди знаходяться під напругою під дією електричного поля виникає спрямований рух частинок досягає 300 - 1000 м/с. В результаті зіткнень на великій швидкості з нейтральним атомами степінь іонізації значно зростає і по своїй суті потік заряджених частинок між електродами є потоком плазми. Інтенсифікувати процес плазмоутворення можна шляхом обдування дуги співвісним струменем газу, якщо частину дуги помістити у вузький канал зі стінками, які охолоджуються то буде досягнута інтенсифікація утворення плазми. Так як із-за обмежуючої дії стінка каналу дуга розширюватись не може то температура газу і степінь іонізації різко збільшується, практично весь газ, який проходить через стиснутий стовп дуги іонізується і переходить в плазму. На цьому принципі основана будова плазмотронів чи головок, які використовуються для плазмового наплавлення. Температура плазмового потоку струменя досягає від 10000 до 15000 °К. Температура стовпа плазмового струменя рівна просіченню стовпа, чим деталі від осі стовпа тим температура нижча.

Зліва при витраті аргону 5л/хв., справа 20 л/хв.. Ефективна теплова потужність при наплавці плазмовим струменем, який співпадає зі стовпом дуги визначається виразом:

q =0,24_uІU

q - Теплова потужність; _u - ККД процессу плазмового

нагріву виробу; U - напруга дуги, В; І - сила струму дуги, А.

11. Як встановлюється плазмотрон на установку для наплавлення і його комунікації

Як було сказано в якості автомата для плазмового наплавлення може бути використаний для зварювальний автомат, який призначений для зварювання в захисних газах. Замість звичайної зварювальної головки встановлюється плазмова головка. Так як кут нахилу головки до виробу суттєво впливає на процес наплавлення, на автоматі необхідний повертаючий механізм, який дозволяє встановити головку під яким завгодно кутом до поверхні виробу у вертикальній площині. На автоматі встановлюється комунікації для підводу до плазмової головки плазмоутворюючого і захисного газу і води для охолодження. Струмопровідний матеріал для наплавлення (дріт, стрічка) подається безпосередньо під плазмову головку. Торець струмопровідного мундштука розташовується на відстані тіла 15 мм від плазмового струменя. Відстань від торця сопла до струмопровідного дроту чи стрічки складає 5-8 мм. Для регулювання цієї відстані на автоматі встановлюється пристрій для переміщення мундштука з дротом у вертикальній площині. Струмопровідний дріт разом з віссю плазмової головки знаходиться під прямим кутом. Тому механізм подачі дроту повинен бути жорстко зв'язаний з плазмовою головкою, щоб при зміні кута нахилу головки прямий кут не змінювався (І)-

12. Будова плазмової головки.

Плазмове наплавлення доцільно здійснювати з поперечним коливанням плазмової головки і струмопровідного дроту відносно осі переміщення автомату. Для цього на автоматі встановлюється коливний механізм, який забезпечує амплітуду коливання в межах 8 - 60 мм.

Конструкція плазмової головки: 1- електродотримач; 2 - корпус; 3 - ізоляційна втулка; 4 - сопло з водяним охолодженням; 5 - сопло для подачі газу.

Плазмова головка виконана суміщеним каналом і соплом. Сопло-канал з водяним охолодженням виготовляється з червоної міді, інші деталі з латуні. В якості нерозхідного електрода використовується вольфрамовий пруток покритий танталом d=4 мм загострений на конус.

а - загальний вигляд; б - електродотримач; в - сопло для подачі захисного газу; г - сопло-канал з водяним охолодженням