Плазменные технологии в сварке

Большая часть плазменных технологий выполняется при работе плазмотронов на токе прямой полярности. Предполагается, что при работе на токе обратной полярности плазмотроны испытывают повышенные тепловые нагрузки, что приводит к усложнению их конструкций, увеличению габаритных размеров и массы. Кроме того, считается, что тепловложение в изделие при работе плазмотрона на прямой полярности выше, чем при работе на обратной полярности.

Применение плазмотронов с кольцевым анодом делает возможным использование высокопроизводительной плазменной сварки и наплавки плавящимся электродом различных металлов. Ведение процессов на обратной полярности позволяет в широких пределах регулировать тепловое и силовое воздействие на зону обработки, что особенно важно для таких процессов, как наплавка и поверхностная термическая обработка.

Поэтому разработка плазмотронов для работы на токе обратной полярности, имеющих высокую мощность и надежность, и повышение эффективности плазменных процессов является актуальной задачей. Поставленную задачу можно решить, опираясь на достоверные знания распределения тепловой мощности сжатой дуги между элементами плазмотрона и изделием.

Тепловложение в электрод плазмотрона и изделие определяется приэлектродными процессами и теплопередачей от сжатой дуги, а в плазмообразующее сопло - теплопередачей от части столба сжатой дуги, расположенной внутри плазмотрона. Процессы, происходящие на электродах и в приэлектродных областях, сложны и до сих пор недостаточно изучены. Тепловложение в плазмотрон и изделие при одинаковой мощности дуги для прямой и обратной полярности отличается незначительно. Наиболее теплонагруженным элементом плазмотрона при работе на токе обратной полярности является анод, а при прямой полярности - плазмообразующее сопло. Материал анода практически не влияет на анодное падение напряжения. При работе на токе прямой полярности металл, из которого изготовлено изделие, не влияет на теплопередачу в изделие. При работе на обратной полярности эмиссионные свойства материала изделия в значительной мере определяют мощность сжатой дуги и теплопередачу в изделие. Увеличив долю теплоты, передаваемой плазменной струей, можно увеличить эффективность плазменных процессов при работе на токе обратной полярности.

См. также: Оборудование для сварки