321

W palniku plazmowym z łukiem wewnętrznym łuk jarzy się między elektrodą wolframową i miedzianą dyszą palnika, natomiast w palniku z łukiem zewnętrznym jarzenie następuje między elektrodą i materiałem.

Sprawność palnika z łukiem wewnętrznym jest stosunkowo mała, ponieważ duża ilość ciepła jest odprowadzana przez miedzianą dyszę intensywnie chłodzoną wodą. Palniki tego typu znajdują zastosowanie przy cięciu materiałów nie przewodzących prądu, przy spawaniu, metalizacji natryskowej, napawaniu i żłobieniu ręcznym. Palniki z łukiem zewnętrznym są powszechnie stosowane do cięcia i spawania automatycznego. Mają one kilkakrotnie większą wydajność niż palniki z łukiem wewnętrznym, ponieważ zasadnicza część ciepła wydziela się w tym przypadku bezpośrednio na obrabianym materiale.

Szybkość przemieszczania się cząstek w strumieniu plazmy może osiągnąć od 300-H000 m/s natomiast temperatura w odległości 2+3 mm od powierzchni czołowej elektrody wynosi około 10 000°C. Dzięki wysokiej temperaturze strumienia plazmy i znacznej koncentracji ciepła, można zmienić w dużych granicach stosunek szerokości spoiny do głębokości przetopu oraz łączyć trudno topliwe metale i ich stopy. Połączenia o grubości do 6 mm mogą być spawane jednostronnie bez dodatku spoiwa, gdyż łuk plazmowy o silnie skoncentrowanej energii i cylindrycznym kształcie zdolny jest przetopić brzegi nie ukosowanych blach z szybkością do 300 mm/min. Dla materiałów o większej grubości (ok. 12 mm) można stosować dwustronne spawanie plazmowe bez ukosowania brzegów lub spawanie jednostronne wielowarstwowe brzegów ukosowanych. W drugim przypadku jedynie pierwszą warstwę (przetopienie grani spoiny) wykonuje się bez dodatku spoiwa.

11.14. Spawanie wiązką elektronów

Spawanie wiązką elektronów zwane spawaniem elektronowym, polega na stopieniu obszaru styku łączonych przedmiotów ciepłem uzyskanym przez bombardowanie go w próżni skoncentrowaną wiązką elektronów o dużej energii do 1,5 * 10 W/mm .

Zasada budowy i działania urządzenia do spawania wiązką elektronów przedstawione są na rysunku 11.50. Katoda działa elektronowego wykonana z wolframu nagrzewana jest pośrednio prądem elektrycznym ze źródła (1). Rozgrzana do temperatury czerwonego żaru katoda (3) emituje elektrony ze swojej powierzchni. Elektrony posiadające ładunek ujemny będą poruszały się w kierunku materiału spawanego (4) stanowiącego anodę. Między katodą (3) i anodą (4) umieszczone są elektromagnetyczne cewki skupiające (5), które koncentrują elektrony w wiązkę (6). Wysokie napięcie między katodą i anodą 10+200 KV uzyskane ze źródła prądu stałego (7) zwiększa szybkość elektronów podwyższając ich energię kinetyczną. Celem skuteczniejszego zwiększenia szybkości elektronów oraz skupienia ich w wiązkę pomiędzy katodą i soczewką skupiającą umieszcza się dodatkową anodę (8) o takim samym potencjale jak materiał spawany.

321