TECHNOLOGIE ŁĄCZENIA MATERIAŁÓW
Weronika Jabczyńska
WBMiZ
IM
Grupa B

SPAWANIE PLAZMOWE

Charakterystyka metody:

W metodzie spawania plazmowego trwałe połączenie uzyskuje się w wyniku stopienia brzegów łączonych elementów skoncentrowanym łukiem plazmowym, jarzącym się między elektrodą a materiałem spawanym. Spawanie jest prowadzone najczęściej prądem stałym lub pulsującym z biegunowością ujemną bądź też prądem przemiennym (Al i Mg oraz ich stopy). Źródłem ciepła jest skoncentrowany łuk elektryczny, który jarzy się między nietopliwą elektrodą, umieszczoną w uchwycie plazmowym, a spawanym materiałem. Łuk plazmowy zajmuje miejsce między konwencjonalnymi źródłami ciepła a źródłami typowymi dla wysokoenergetycznych technologii spawalniczych (wiązka elektronów, promieniowanie laserowe). W celu ułatwienia zajarzenia łuku głównego stosuje się łuk pomocniczy, jarzący się między elektrodą nietopliwą a dyszą plazmową. Łuk ten ma za zadanie zjonizować określoną ilość gazu. Po zajarzeniu łuku głównego, łuk pomocniczy się wygasza. Proces prowadzi się w zasadzie bez materiału dodatkowego. Jako gaz plazmowy stosuje się argon ze względu na niską energie jonizacji i zużycie w porównaniu z helem. Jako Graz osłonowy stosuje się argon hel lub ich mieszanki z ewentualnym dodatkiem dwutlenku węgla. Istnieje możliwość spawania łukiem zależnym lub niezależnym.

Koncentrację łuku uzyskuje się za pomocą odpowiedniej dyszy zwanej dyszą plazmową. Ogranicza ona strefę wyładowania łukowego, koncentruje ciepło na niewielkiej powierzchni materiału, powodując znaczny wzrost stopnia jonizacji przepływającego gazu plazmowego. Wskutek tego uzyskuje się wzrost temperatury nawet do kilkudziesięciu tysięcy stopni, dużą koncentrację energii, ok. 105 W/cm2, a także zwiększenie stabilności łuku plazmowego przy łatwej regulacji mocy łuku i energii strumienia plazmowego. Spawanie plazmowe umożliwia osiągnięcie znacznie lepszych rezultatów niż konwencjonalne metody spawania. Technologia ta jest rozwinięciem metody TIG. Plazma niskotemperaturowa powstaje wskutek wymuszonego zwiększenia gęstości cząsteczek zjonizowanych w słupie łuku elektrycznego, przez jego zawężenie. Ograniczenie wymiarów poprzecznych łuku to nastąpi wzrost temperatury tego łuku do nawet kilkudziesięciu tysięcy stopni (następuje większa koncentracja zjonizowanych cząsteczek i wzrost stopnia jonizacji gazu).

Parametry spawania:

-Rodzaj biegunowość i natężenie prądu [A]

-Napięcie łuku [V]

-Prędkość spawania [m/min]

-Rodzaj i kształt elektrody

-Kształt i średnica dyszy plazmowej [mm]

-Rodzaj i grubość materiału spawanego [mm]

-Pochylenie elektrody względem złącza [stopie]

-Ewentualnie rodzaj i średnica spoiwa

-Odległość dyszy od elementu spawanego

-Natężenie przepływu gazu plazmowego [l/min]

-Rodzaj i natężenie przepływu gazu osłonowego [l/min]

Porównanie spawania plazmowego do metody spawania TIG

Spawanie plazmowe jest rozwinięciem metody TIG. W przypadku spawania plazmą uzyskujemy większą wydajność, prędkość spawania. Łuk jest stabilniejszy i jaśniejszy, łatwiej go zajarzyć, jego wrażliwość na zmianę długości jest znacznie mniejsza. Spawanie plazmą charakteryzuje się także większą gęstością mocy i koncentracją energii, wywołuje mniejsze naprężenia spawalnicze. Istnieje również możliwość regulacji prędkości strumienia plazmy. Dzięki tej metodzie estetyka złącza jest znacznie większa, obsługa oprzyrządowania prostsza, niestety droższe jest samo oprzyrządowanie.