Proiect: Prof.
SUDAREA PLACBANDELOR CU PLASMA
Introducere: Taierea cu jet de plasm
Prelucrarea prin eroziune cu plasma
Sudarea cu plasma
Principiul metodei
Descriere
3. Sudarea cu Plasma:
Procedee moderne de sudare: Procedeele moderne de sudare se caracterizeaza printr-un consum minim de energie si lipsa metalului de adaos. Prin aceste procedee s-a largit gama materialelor sudabile, fiind destinate mai ales noilor aliaje si superaliaje si s-au adus imbunatatiri substantiale procedeelor clasice. Astfel, procedeul de calire superficiala prin curenti de inalta frecventa a fost extins si la sudare, sudarea prin presare cu rezistenta electrica a fost imbunatatita, s-a trecut prin marirea laserilor la topirea si la sudarea cu laser, cu ultrasunete, cu plasma, cu difuzie in stare solida. In continuare va fi prezentata, pe scurt, numai una din aceste procedee: sudarea cu plasma:
Plasma - ultima descoperire din domeniul starilor de agregare ale materiei - formeaza cea mai mare parte a universului. In plasma gazele incalzite la temperaturi foarte inalte se transforma. Ea este compusa din particule cu sarcini pozitive si negative, avand o sarcina totala nula. Plasma poate fi: plasma rece (1041050C), plasma calda (temperatura ajunge la milioane 0C).
Deoarece poseda o densitate mare de energie si temperaturi inalte, plasma poate fi folosita la prelucrarea aliajelor metalice greu prelucrabile sau imposibil de prelucrat prin alte procedee.
Diferentele dintre plasma si arcul electric sunt urmatoarele:
1 - arcul electric de sudura are ca mediu ionizat arcul la parametri atmosferici, iar plasma se dezvolta intr-un gaz introdus in spatiul arcului;
2- arcul electric nu sufera nici un fel de constrangeri, in timp ce plasma este puternic strangulata mecanic (din cauza contractului dintre jetul fierbinte de gaz si diuza ajutajului racita intens) si electromagnetic ( datorita atractiei curentilor paraleli);
3- aerul ionizat din arcul electric de sudura impreuna cu gazele dezvoltate au o presiune practic egala cu presiunea atmosferica, pe cand la plasma gazele se introduc sub presiune, ceea ce determina o curgere cu viteze mari a plasmei ionizate;
4- la arcul electric de sudura coloana arcului are o forma tronconica, pe cand la plasma este cilindrica; - temperatura arcului electric este considerabil mai mica decat cea a plasmei. Arderea stabila a plasmei este legata si de materialul din care este confectionat catodul generatorului. Folosirea electrozilor din wolfram aliat, pe langa intensificarea emisiei termoelectronice si imbunatatirea stabilitatii arcului cu plasma, are consecinte si asupra altor fenomene. Uzura catodului generatorului de plasma depinde de gazul plasmogen folosit, de factorii care determina temperatura catodului, de regimul de lucru si evident, de materialul folosit la confectionarea sa. Exista o limita pentru debitul de gaz plasmogen, limita peste care baia metalica este indepartata. Prin reducerea debitului apare insa arcul electric secundar, iar pata catodica de pe varful electrodului se deplaseaza pe suprafata sa cilindrica. Arcul secundar produce deteriorarea ajutajului. S-a constat ca, pentru a nu se indeparta baia de metal topit, este necesar un debit de aproximativ 600 l/h si un curent de sudare in limitele 80140 In cazul unui debit constant, pentru marirea curentului s-a folosit drept gaz de focalizare hidrogenul.
In afara operatiilor de sudare si taiere, instalatiile in jet de plasma pot fi utilizate si pentru incarcarea prin sudare cu plasma. Aceasta consta, in principiu, in realizarea unei depuneri din metale sau aliaje cu performante superioare metalului de baza. Stratul depus este legat metalurgic cu metalul de baza. In acest scop, arcul de plasma topeste concomitent atat materialul
Principiul metodei
La aceasta metoda nu se foloseste materialul de adaos
Verificarea calitati sudurilor este simplu
Este simplu de manevrat aparatul
Procesul este pornit cu o aprindere de inalta frecventa, care ionizeaza spatiul intre electrodul de wolfram si anodul care este piesa, in asa fel incat la mersul in gol sa se realizeze arcul electric intre pistolul aparatului si piesa
Cu acest arc este trasnsmis o cantitate de energie care are valori intre 10^2 si10^5 J/mm^2s .
Fig.1.Principiul metodei si constructia aparatului
Se poate influenta parametri cusaturi:
Cantitatea de gaz plasmagen
Geometria duzei de gaz plasmagen
Intensitatea curentului
Timpul impulsului de curent
Modulatia curentului
Distanta intre piesa si pistol
Echipamentul
Comandarea aparatului
Softverul (PLASMA CONTROL SOFTWARE, PCS) este pentru a putea introduce parametri de sudare, de documentare si de monitorizarea procesului, cu sistemul asta se poate monitoriza toate parametri importante, ca curentul, tensiunea, gazele si racirea.
Introducerea parametrilor de sudare se realizeaza intro meniu, care este usor de manevrabil ori cu grafica prin adaugari valorile curespunzatoare cerintelor.
Constructia pistolului
Pistolul este conceput pentru sudare in puncte
Electrodul pistolului este racit cu un sistem de racire inchisa
Cu o racire optima se poate face aproximativ 1500-2000 puncte de sudare, acolo unde grosimea tablei de sus nu depasaste 0.8 mmde adaos cat si metalul de baza.
Descriere
In industrie sunt folosite o serie de metode de sudare cu plasma, respectand configuratia duzei si a caii de descarcare (arc transferat/arc netransferat).
Sudarea cu plasma cu arc transferat este predominanta in sudarea metalelor si poate fi descrisa ca fiind un procedeu WIG avansat. Principala diferenta consta in calea de descarcare dantelata, rezultand de aici o puternica focalizare a arcului. Arcul este focalizat printr-un orificiu special al duzei si un invelis aditional de gaz. Gazul plasmogen devine ionizat in duza si asigura o cale de descarcare stabila catre piesa chiar si la o putere mica. Ca urmare sudarea cu plasma poate fi folosita in microaplicatii, spre deosebire de WIG. Pentru grosimi de material de pana la 3 mm, procedeele de sudare cu plasma sau WIG sunt comparabile, dar cand se sudeaza materiale mai groase, se formeaza o gaura la sudarea cu plasma datorita energiei mai mari concentrate in arcul plasmogen. Gaura duce la patrunderi ale arcului si viteze de sudare mai mari, si de aici o deformatie mai mica a materialelor decat la sudarea WIG.
Gazele sunt folosite pentru trei scopuri in sudarea cu plasma:
Gazul plasmogen este mediul care formeaza plasma dintre electrod si piesa. Argonul sau amestecul argon-hidrogen este deseori folosit ca gaz plasmogen pentru otelurile inoxidabile, iar amestecurile argon-heliu pentru metalele neferoase.
Un gaz de protectie separat este necesar pentru protejarea baii de sudura si a materialului afectat termic. Gazul de protectie este introdus in niste orificii exterioare care inconjoara gazul plasmogen ca o panglica. In functie de tipul gazului, concentratia arcului poate fi marita prin intermediul gazului de protectie. Cu toate acestea, de multe ori acelasi gaz este folosit si ca gaz plasmogen si ca gaz de protectie.
Un gaz de suport la radacina este aplicat pe partea radacinii prin dispozitive de protectie a acesteia, avand in vedere ca metalul topit si materialul afectat termic al radacinii trebuie de asemenea protejate. Gazul de protectie la radacina este de obicei argonul, sau amestecurile de argon-hidrogen (sau azotul !)....
Definitia plasmei
Notiuni de plasma a fost introdusa in anul 1928 de catre Lamgmuir in legatura cu problema descarcarilor electrice in gaze.S-a considerat ca plasma este un amestec de electroni ioni pozitivi si atomii neutri.Ionii fiind mult mai grei se poate intr-o prima aproximatie miscarea acestora fata de miscarea intr-un fond continu pozitiv.Globak sistemul este neutru,dar local pot avea loc fluctuatii ale concentratiei de electronii,deci pot apare oscilatii in plasma...
Generatoare de plasma
Principiul generatoarelor referitoare la arcu electric contractat satu la bazaq producerii plasmei,care dezvolta in mod normal obisnuit temperature de 10.000-50.000 K.Schemele de principiul ale celor noi uzuale generatoare de plasma de curent continu sant prezente in fig, 30-31.Arcul electric arde intre un electrod si piesa de prelucrat.o parte din coloana arcului este constrans sa treaca prin-trun ajustaj racit.Prin canalul acestuia trece concomitant si un curent de gaz care se transforma in plasma.Gazul neconizat care spala pereti ajustajulyi
|
