Plazemska obdelava materialov

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Uvedba plazemske obdelave v industrijo je pomenila tehnološki preboj in prehod na kvalitativno novo raven proizvodnje. Obseg uporabnih lastnosti plazme je zelo obsežen. Najprej je to proizvodnja elektronskih naprav in polprevodniških naprav. Brez plazemsko-kemijskega jedkanja sodobni visokozmogljivi osebni računalniki skoraj ne bi videli luči. Ampak to še ni vse.

Ion-plazemska obdelava se uporablja tudi v optiki in strojništvu za poliranje izdelkov, nanašanje zaščitnih premazov, difuzijsko nasičenost površine kovin in zlitin, pa tudi za varjenje in rezanje jeklene pločevine. V tem prispevku je poudarek na tehnologijah varjenja in rezanja z uporabo plazme.

Splošne določbe

Iz šolskih lekcij fizike vsi vedo, da lahko snov obstaja v štirih stanjih: trdno, tekoče, plinasto in plazmo. Večina vprašanj se poraja, ko poskušamo predstaviti zadnje stanje. Toda v resnici vse ni tako težko. Tudi plazma je plin, le njene molekule so, kot pravijo, ionizirane (torej ločene od elektronov). To stanje je mogoče dosečina več načinov: kot posledica izpostavljenosti visokim temperaturam, pa tudi kot posledica elektronskega bombardiranja plinskih atomov v vakuumu.

Takšna plazma se imenuje nizkotemperaturna. Ta fizika procesa se uporablja pri izvajanju plazemskega nanašanja (jedkanje, saturacija) v vakuumu. Če delce plazme postavimo v magnetno polje, jim lahko omogočimo usmerjeno gibanje. Kot je pokazala praksa, je takšna obdelava učinkovitejša pri številnih parametrih klasičnih operacij v tehnologiji strojništva (nasičenost v praškastih medijih, plamensko rezanje, polivanje s pasto na osnovi kromovega oksida itd.)..

Vrste plazemskega zdravljenja

Trenutno se plazma aktivno uporablja v skoraj vseh panogah in nacionalnem gospodarstvu: medicina, inženiring, instrumentacija, gradbeništvo, znanost itd.

Pioneer pri uporabi plazemske tehnologije je bila instrumentacija. Industrijska uporaba plazemske obdelave se je začela z uporabo lastnosti ioniziranega plina za brizganje vseh vrst materialov in njihovo nanašanje na obloge, pa tudi na jedkane kanale, da bi dobili mikrovezje. Glede na nekatere značilnosti naprave tehnoloških inštalacij ločimo plazemsko-kemično jedkanje, ionsko-kemično in ionsko žarkovno jedkanje.

Razvoj plazme je izjemno dragocen prispevek k razvoju tehnologije in izboljšanju, brez pretiravanja, kakovosti življenja celotnega človeštva. S prehodomčas se je razširilo področje uporabe plinskih ionov. In danes se plazemska obdelava (v takšni ali drugačni obliki) uporablja za ustvarjanje materialov s posebnimi lastnostmi (toplotna odpornost, površinska trdota, odpornost proti koroziji itd.), za učinkovito rezanje kovin, za varjenje, za poliranje površin in odpravljanje mikrohrapavosti.

Ta seznam ni omejen na uporabo tehnologij, ki temeljijo na učinku plazme na obdelano površino. Trenutno se sredstva in metode plazemskega brizganja aktivno razvijajo z uporabo različnih materialov in načinov obdelave, da bi dosegli največje mehanske in fizikalne lastnosti.

Bistvo plazemskega varjenja

Za razliko od instalacij ionsko-plazemske nasičenosti in brizganja se v tem primeru plazemska obdelava izvaja z uporabo visokotemperaturne plazme. Učinkovitost te metode je višja kot pri tradicionalnih metodah varjenja (plamen, električni lok, obločno varjenje in tako naprej). Kot delovna mešanica plinov se praviloma uporablja navaden atmosferski zrak pod tlakom. Tako je za to tehniko značilna odsotnost stroškov za potrošne pline.

Prednosti plazemskega varjenja

V primerjavi s tradicionalnim varjenjem je uporaba aparata za plazemsko varjenje varnejša. Razlog je povsem jasen - uporaba atmosferskega kisika pod tlakom kot delovnega plina. Lastniki trenutno zelo veliko pozornost posvečajo varnosti v proizvodnjipodjetja, vodilni in regulatorji.

Druga zelo pomembna prednost je visoka kakovost zvara (minimalno povešanje, pomanjkanje penetracije in druge napake). Čeprav, da bi se naučili spretno uporabljati plazemski varilni stroj, je potrebnih več mesecev prakse. Samo v tem primeru bodo zvar in spoji kot celota izpolnjevali visoke standarde.

Ta tehnologija ima številne druge prednosti. Med njimi: visoka hitrost varilnega procesa (poveča se produktivnost), nizka poraba energetskih virov (elektrika), visoka natančnost povezave, brez deformacij in upogibanja.

oprema za plazemsko rezanje

Sam proces je zelo občutljiv na trenutne uporabljene vire. Zato je dovoljena uporaba samo zelo kakovostnih in zanesljivih transformatorjev, ki dokazujejo konstantnost izhodne napetosti. Nižji transformatorji se uporabljajo za pretvorbo visoke vhodne napetosti v nizko izhodno napetost. Stroški takšne opreme so nekajkrat nižji od stroškov tradicionalnih pretvornikov za električno obločno varjenje. So tudi bolj ekonomične.

Oprema za plazemsko rezanje je enostavna za uporabo. Torej, če imate vsaj minimalne izkušnje in spretnosti, lahko vsa varilna dela opravite sami.

Tehnologija plazemskega varjenja

Odvisno od napajalne napetosti se plazemsko varjenje deli na mikro varjenje, varjenje nasrednji in visoki tok. Sam postopek temelji na delovanju usmerjenega toka visokotemperaturne plazme na elektron in na površine, ki jih je treba variti. Elektroda se stopi, kar povzroči trajni varilni spoj.

plazemsko rezanje

Plazemsko rezanje je postopek, pri katerem se kovina razreže na sestavne dele z usmerjenim tokom visokotemperaturne plazme. Ta tehnologija zagotavlja popolnoma enakomerno linijo reza. Po plazemskem rezalniku je odpravljena potreba po dodatni obdelavi konture izdelkov (bodisi iz pločevine ali cevi).

Proces lahko izvedemo tako z ročnim rezalnikom kot s plazemskim rezalnim strojem za rezanje jeklene pločevine. Plazma nastane, ko se na tok delovnega plina uporabi električni lok. Zaradi močnega lokalnega segrevanja pride do ionizacije (ločitev negativno nabitih elektronov od pozitivno nabitih atomov).

aplikacije za plazemsko rezanje

Coj visokotemperaturne plazme ima zelo visoko energijo. Njegova temperatura je tako visoka, da z lahkoto dobesedno izhlapi številne kovine in zlitine. Ta tehnologija se uporablja predvsem za rezanje jeklene pločevine, pločevine iz aluminija, brona, medenine in celo titana. Poleg tega je lahko debelina pločevine zelo različna. To ne bo vplivalo na kakovost linije reza - popolnoma gladka in enakomerna, brez prog.

Vendar pa je treba opozoriti, da za pridobitev visokokakovostne in enakomerneko delate z debelostenskim materialom, morate uporabiti stroj za plazemsko rezanje. Moč ročnega gorilnika ne bo dovolj za rezanje kovine debeline od 5 do 30 milimetrov.

Plinsko ali plazemsko rezanje?

Katere vrste rezanja in rezanja kovine bi morali imeti prednost? Kaj je bolje: rezanje s kisikom ali plazemska tehnologija rezanja? Druga možnost je morda bolj vsestranska, saj je primerna za skoraj vse materiale (tudi tiste, ki so nagnjeni k oksidaciji pri povišanih temperaturah). Poleg tega se plazemsko rezanje izvaja z običajnim atmosferskim zrakom, kar pomeni, da ne zahteva nakupa dragega potrošnega materiala. In linija reza je popolnoma enakomerna in ne zahteva prefinjenosti. Vse to v kombinaciji znatno zniža stroške izdelka in naredi izdelke bolj konkurenčne.

materiali za plazemsko rezanje

Upoštevati je treba dejstvo, da je največja dovoljena debelina obdelane kovine ali zlitine odvisna od samega materiala oziroma njegove kakovosti. Na podlagi dolgoletnih proizvodnih izkušenj in izkušenj laboratorijskih raziskav strokovnjaki dajejo naslednja priporočila glede debeline obdelanih materialov: lito železo - največ devet centimetrov, jeklo (ne glede na kemično sestavo in prisotnost legirnih elementov) - ne več kot pet centimetrov, baker in zlitine na njegovi osnovi - ne več kot osem centimetrov, aluminij in njegove zlitine - ne več kot 12 centimetrov.

Vse navedene vrednosti so tipične za ročnoobravnavati. Primer takšne enote domače proizvodnje je plazemski aparat Gorynych. Je veliko cenejši od tujih analogov, hkrati pa nikakor ni slabši in morda celo boljši od njih po kakovosti. Na trgu je predstavljena široka paleta naprav tega proizvajalca, ki so zasnovane za opravljanje različnih del (vključno z domačim varjenjem, rezanjem in varjenjem kovin različnih debelin). Debelejše pločevine je mogoče obdelati samo na strojih z visoko močjo.

Obstoječe metode rezanja s plazmo

Vse obstoječe metode plazemskega rezanja lahko razdelimo na brizgalne in obločne. Poleg tega sploh ni pomembno, ali se uporablja ročni rezalnik ali CNC stroj za plazemsko rezanje in rezanje. V prvem primeru so vsi potrebni pogoji za ionizacijo plina izvedeni v samem rezalniku. Takšna naprava lahko obdeluje skoraj vse materiale (kovine in nekovine). V drugem primeru mora biti material, ki se obdeluje, električno prevoden (sicer ne bo prišlo do električnega obloka in bo prišlo do ionizacije plina).

Poleg razlik v načinu nastajanja plazme lahko obdelavo plazme razvrstimo tudi glede na tehnološke značilnosti rezanja na preprosto (brez uporabe pomožnih snovi), obdelavo z vodo in obdelavo v okolju zaščitnega plina. Zadnji dve metodi vam omogočata znatno povečanje hitrosti rezanja in se hkrati ne bojite oksidacije kovin.