Plazma obrada materijala

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Uvođenje prerade plazme u industriju označilo je tehnološki iskorak i prelazak na kvalitativno novi nivo proizvodnje. Opseg korisnih svojstava plazme je veoma širok. Prije svega, to je proizvodnja elektroničkih uređaja i poluvodičkih uređaja. Bez plazma-hemijskog graviranja, moderni personalni računari visokih performansi teško da bi videli svetlost. Ali to nije sve.

Ion-plazma obrada se takođe koristi u optici i mašinstvu za poliranje proizvoda, nanošenje zaštitnih premaza, difuziono zasićenje površine metala i legura, kao i za zavarivanje i rezanje čeličnog lima. U ovom radu fokus je na tehnologijama zavarivanja i rezanja pomoću plazme.

Opšte odredbe

Iz školskih lekcija fizike svi znaju da materija može postojati u četiri stanja: čvrsto, tečno, plinovito i plazma. Većina pitanja se nameće kada se pokušava predstaviti posljednje stanje. Ali u stvari, sve nije tako teško. Plazma je također plin, samo što su njeni molekuli, kako kažu, jonizirani (odnosno odvojeni od elektrona). Ovo stanje se može postićina mnogo načina: kao rezultat izlaganja visokim temperaturama, kao i kao rezultat elektronskog bombardiranja atoma gasa u vakuumu.

Takva plazma se zove niskotemperaturna. Ova fizika procesa se koristi u implementaciji taloženja plazme (jetkanje, zasićenje) u vakuumu. Postavljanjem čestica plazme u magnetsko polje, može im se dati usmjereno kretanje. Kao što je praksa pokazala, ovakva obrada je efikasnija u nizu parametara klasičnih operacija u tehnologiji mašinstva (zasićenje u praškastim medijima, plameno sečenje, polivanje pastom na bazi hrom-oksida i sl.)..

Vrste tretmana plazmom

Trenutno se plazma aktivno koristi u gotovo svim industrijama i nacionalnoj ekonomiji: medicini, inženjerstvu, instrumentaciji, građevinarstvu, nauci, itd.

Pionir u primjeni plazma tehnologije bila je instrumentacija. Industrijska primjena obrade plazmom započela je korištenjem svojstava joniziranog plina za raspršivanje svih vrsta materijala i njihovo nanošenje na obloge, kao i na nagrizajuće kanale kako bi se dobila mikro kola. U zavisnosti od nekih karakteristika uređaja tehnoloških instalacija, razlikuju se plazma-hemijsko jetkanje, ionsko-hemijsko i ionsko snop jetkanje.

Razvoj plazme je nevjerovatno vrijedan doprinos razvoju tehnologije i poboljšanju, bez preterivanja, kvaliteta života čitavog čovječanstva. Sa prolazomVremenom se proširilo polje primene gasnih jona. I danas se obrada plazmom (u ovom ili onom obliku) koristi za stvaranje materijala sa posebnim svojstvima (otpornost na toplinu, površinska tvrdoća, otpornost na koroziju i tako dalje), za efikasno rezanje metala, za zavarivanje, za poliranje površina i uklanjanje mikrohrapavosti.

Ova lista nije ograničena na upotrebu tehnologija zasnovanih na dejstvu plazme na tretiranu površinu. Trenutno se aktivno razvijaju sredstva i metode plazma raspršivanja koristeći različite materijale i načine obrade kako bi se postigla maksimalna mehanička i fizička svojstva.

Suština plazma zavarivanja

Za razliku od instalacija ionsko-plazma zasićenja i raspršivanja, u ovom slučaju, tretman plazmom se izvodi pomoću visokotemperaturne plazme. Efikasnost ove metode je veća nego kod tradicionalnih metoda zavarivanja (plamen, električni luk, zavarivanje pod vodom i tako dalje). Kao radna mješavina plina, u pravilu se koristi obični atmosferski zrak pod pritiskom. Dakle, ovu tehniku karakteriše odsustvo troškova za potrošne gasove.

Prednosti plazma zavarivanja

U poređenju sa tradicionalnim zavarivanjem, upotreba aparata za plazma zavarivanje je sigurnija. Razlog je sasvim jasan - korištenje atmosferskog kisika pod pritiskom kao radnog plina. Trenutno, sigurnosti u proizvodnji pridaju veliku pažnju vlasnicipreduzeća, rukovodioci i regulatori.

Još jedna vrlo važna prednost je visok kvalitet šava (minimalno savijanje, nedostatak prodora i drugi nedostaci). Iako, da bi naučili kako se vješto koristiti aparatom za plazma zavarivanje, potrebno je mnogo mjeseci prakse. Samo u ovom slučaju, šav i spojevi u cjelini će zadovoljiti visoke standarde.

Ova tehnologija ima niz drugih prednosti. Među njima: velika brzina procesa zavarivanja (povećava se produktivnost), niska potrošnja energetskih resursa (struja), visoka preciznost povezivanja, bez deformacija i savijanja.

Oprema za rezanje plazmom

Sam proces je vrlo osjetljiv na trenutne izvore koji se koriste. Stoga je dopušteno koristiti samo vrlo kvalitetne i pouzdane transformatore koji pokazuju konstantnost izlaznog napona. Step-down transformatori se koriste za pretvaranje visokog ulaznog napona u niski izlazni napon. Trošak takve opreme je nekoliko puta manji od cijene tradicionalnih pretvarača za elektrolučno zavarivanje. Takođe su ekonomičniji.

Oprema za rezanje plazmom je jednostavna za upotrebu. Stoga, ako imate barem minimalno iskustvo i vještine, sve radove zavarivanja možete obaviti sami.

Tehnologija zavarivanja plazma

U zavisnosti od napona napajanja, plazma zavarivanje se deli na mikro zavarivanje, zavarivanje nasrednje i velike struje. Sam proces se zasniva na djelovanju usmjerenog strujanja visokotemperaturne plazme na elektron i na površine koje se zavaruju. Elektroda se topi, što rezultira trajnim zavarenim spojem.

Plazma rezanje

Rezanje plazmom je proces u kojem se metal seče na sastavne dijelove usmjerenom strujom visokotemperaturne plazme. Ova tehnologija pruža savršeno ujednačenu liniju reza. Nakon plazma rezača, eliminiše se potreba za dodatnom obradom konture proizvoda (bilo da su limovi ili proizvodi od cevi).

Proces se može izvesti i sa ručnim rezačem i sa mašinom za plazma sečenje za rezanje čeličnog lima. Plazma se formira kada se na struju radnog gasa primeni električni luk. Kao rezultat značajnog lokalnog zagrijavanja dolazi do jonizacije (odvajanje negativno nabijenih elektrona od pozitivno nabijenih atoma).

Aplikacije za rezanje plazmom

Mlaz plazme visoke temperature ima veoma visoku energiju. Njegova temperatura je toliko visoka da bukvalno s lakoćom isparava mnoge metale i legure. Ova tehnologija se uglavnom koristi za rezanje čeličnih limova, limova od aluminijuma, bronze, mesinga, pa čak i titanijuma. Štaviše, debljina lima može biti vrlo različita. Ovo neće uticati na kvalitet linije reza - biće savršeno glatka i ujednačena, bez pruga.

Međutim, treba napomenuti da u cilju postizanja visokog kvaliteta i ujednačenostirezati kada radite s materijalom debelih zidova, morate koristiti mašinu za rezanje plazmom. Snaga ručne baklje neće biti dovoljna za rezanje metala debljine od 5 do 30 milimetara.

Rezanje plinom ili plazma sečenje?

Kojoj vrsti rezanja i sečenja metala treba dati prednost? Što je bolje: rezanje kisikom ili tehnologija rezanja plazmom? Druga opcija je možda svestranija, jer je pogodna za gotovo sve materijale (čak i one sklone oksidaciji na povišenim temperaturama). Osim toga, plazma rezanje se izvodi pomoću običnog atmosferskog zraka, što znači da ne zahtijeva kupovinu skupog potrošnog materijala. A linija reza je savršeno ujednačena i ne zahtijeva doradu. Sve ovo u kombinaciji značajno smanjuje cijenu proizvoda i čini proizvode konkurentnijim.

materijali za rezanje plazmom

Treba uzeti u obzir činjenicu da maksimalna dozvoljena debljina obrađenog metala ili legure zavisi od samog materijala ili njegove klase. Na osnovu višegodišnjeg iskustva u proizvodnji i iskustva u laboratorijskim istraživanjima, stručnjaci daju sljedeće preporuke o debljini obrađenih materijala: liveno gvožđe - ne više od devet centimetara, čelik (bez obzira na hemijski sastav i prisustvo legirajućih elemenata) - ne više od pet centimetara, bakar i legure na njegovoj bazi - ne više od osam centimetara, aluminijum i njegove legure - ne više od 12 centimetara.

Sve navedene vrijednosti su tipične za ručnoobrada. Primjer takve jedinice domaće proizvodnje je plazma aparat Gorynych. Mnogo je jeftiniji od stranih analoga, a ni na koji način nije inferioran, a možda čak i superiorniji od njih u kvaliteti. Na tržištu je predstavljen širok asortiman uređaja ovog proizvođača koji su dizajnirani za obavljanje različitih poslova (zavarivanje u domaćinstvu, rezanje i zavarivanje metala različitih debljina, uključujući). Deblji listovi se mogu obraditi samo na mašinama velike snage.

Postojeće metode plazma rezanja

Sve postojeće metode plazma rezanja mogu se podijeliti na mlazne i lučne. Štaviše, uopšte nije važno da li se koristi ručni rezač ili CNC mašina za plazma rezanje i rezanje. U prvom slučaju svi potrebni uslovi za jonizaciju gasa implementirani su u samom rezaču. Takav uređaj može obraditi gotovo sve materijale (metale i nemetale). U drugom slučaju, materijal koji se obrađuje mora imati električnu provodljivost (u suprotnom neće doći do električnog luka i doći će do jonizacije gasa).

Pored razlika u načinu formiranja plazme, obrada plazme se može klasifikovati i prema tehnološkim karakteristikama rezanja na jednostavnu (bez upotrebe pomoćnih supstanci), obradu vodom i obradu u zaštitnom gasnom okruženju. Posljednje dvije metode vam omogućavaju da značajno povećate brzinu rezanja i istovremeno se ne bojite oksidacije metala.