5.6.9. Плазменная сварка
Сварка осуществляется плазменной струёй, имеющей температуру и концентрацию тепла больше чем в электрической дуге. Плазма – ионизированный поток частиц газа при Т=10000 – 200000К. Плазму получают в плазмотронах, пропуская поток газа (аргон) через столб электрической дуги (рис. 5.15). Принцип действия плазмотронов основан на горении дуги между неплавящимися вольфрамовыми электродами и свариваемыми заготовками. Сжатая дуга обладает высокой устойчивостю и широким диапозоном технологических свойств. Питание дуги осуществляется от источника переменного или постоянного тока прямой полярности. В плазмотрон попадают сразу два независимых потока газа – плазмообра зующий и защитный.Плазмообразующим газом служит аргон, а защитным гелий, углекислый газ или смесь газов.
Преимущества:
- при больших токах мощная плазменная струя обеспечивает провар тугоплавких металлов,
- при малых токах (0.5А) получают микрострую, что позволяет сваривать тонкие пластинки (до 100 микрон).
Применяется при изготовлении изделий из высоколегированных сталей, никелевых сплавов, молибдена, для сварки тонколистового металла, в основном в авиационной и электронной промышленности.
Рис. 5.16. Схема дуговых плазменных горелок: а) прямого действия; б) косвенного действия:
- Вольфрамовый электрод; 2 - втулка изоляционная; 3 - сопло;
4 - плазменная струя; 5 - изделие.
5.6.10. Электронно-лучевая сварка
Сварка осуществляется теплом, которое выделяется при ударе быстро движущихся электронов (рис. 5.16). Летящий электрон при соударении с преградой отдаёт 99% своей кинетической энргии превращая её в тепловую, расходуемую на нагрев тепла, температура при этом составляет 5000-60000С. Сварной шов имеет очень малую глубину т.к. электронный луч представляет собой весьма концентрированный источник тепла (фокусируется на площади диаметром менее 0,001 см), проникающего на значительную глубину (кинжальное проплавление). Электронный луч образуется за счет эмиссии электронов с нагретого в вакууме катода и с помощью электростатических и электромагнитных линз фокусируется на поверхности свариваемых материалов.
При перемещении заготовки под неподвижным лучом образуется сварной шов. Иногда при сварке перемещают сам луч вдоль неподвижных кромок с помощью отклоняющихся систем. Отклоняющие системы используют также и для колебаний электронного луча поперек и вдоль шва, что позволяет сваривать с присадочным металлом, и регулировать тепловое воздействие на металл.
В современных установках для сварки, сверления, резки электронный луч фокусируется на площади диаметром менее 0,01 см, что позволяет получить большую удельную мощность. Незначительная ширина зоны теплового воздействия дает возможность резко уменьшить деформацию заготовок.
П
рименяется
для соединеия деталей, имеющих высокую
температуру плавления (вольфрам,
молибден, ниобий), а также легко поддающихся
окислению (алюминий, магний, берилий),
толщиной от 0,2 до 150 мм.
Рис. 5.17. Схема формирования пучка при электронно-лучевой сварке: 1 - катодная спираль;
2 - фокусирующая головка; 3 - первый анод с отверстием; 4 - фокусирующая магнитная катушка для регулирования диаметра пятна нагрева на детали; 5 - магнитная система отклонения пучка; 6 - свариваемая деталь (анод); 7 - высококачественный источник постоянного тока; 8 - сфокусированный пучок электронов; 9 - сварной шов.
Электронно-лучевой сваркой можно сваривать металлы и сплавы в однородных и разнородных сочетаниях, со значительной разностью толщин, температур плавления, соединять малогабаритные изделия, применяемые в электротехнике и приборостроении.