Лазерная, плазменная, термитная сварка

     Микроплазменная сварка является весьма эффективным  способом сплавления изделий малой  толщины, до 1,5 мм. Диаметр плазменной дуги составляет около 2 мм, что позволяет  сконцентрировать тепло на ограниченном участке изделия и нагревать зону сварки, не повреждая соседние участки. Такая дуга имеет цилиндрическую форму, поэтому глубина проплавления и другие параметры шва мало зависят от длины дуги, что позволяет при манипуляциях сварщиком горелкой избежать прожогов, характерных для обычной аргонодуговой сварки тонкого металла.

     Основным  газом, использующимся в качестве плазмообразующего  и защитного, является аргон. Однако в зависимости от свариваемого металла  к нему могут осуществляться добавки, увеличивающие эффективность процесса сварки. При сварке сталей к защитному аргону целесообразна добавка (8–10%) водорода, что позволяет повысить тепловую эффективность плазменной дуги. Это связано с диссоциацией водорода на периферии столба дуги и последующей его рекомбинацией с выделением тепла на поверхности свариваемого металла. При сварке низкоуглеродистых сталей к аргону возможна добавка углекислого газа, при сварке титана – добавка гелия.

     Установки для микроплазменной сварки позволяют  осуществлять сварку в различных режимах: непрерывный прямой полярности, импульсный прямой полярности (позволяет регулировать тепловложение) разнополярными импульсами (для алюминия, обеспечивает разрушение оксидной пленки), непрерывный обратной полярности. Наиболее распространенной установкой является МПУ-4у.

     К основным параметрам процесса микроплазменной  сварки относятся сила тока, напряжение, расход плазмообразующего и защитного  газа, диаметр канала сопла, глубина  погружения в сопло электрода, диаметр  электрода.

     Микроплазменная сварка успешно применяется при производстве тонкостенных труб и емкостей, приварке мембран и сильфонов к массивным деталям, соединении фольги, термопар, при изготовлении ювелирных изделий.

     Плазменная  сварка на средних  токах.

     Плазменная  сварка на токах Iсв = 50–150А имеет много общего с аргонодуговой сваркой вольфрамовым электродом. Однако из-за более высокой мощности дуги и ограниченной площади нагрева она является более эффективной. По энергетическим характеристикам плазменная дуга занимает промежуточное положение между обычной дугой и электронным или лазерным лучом. Она обеспечивает более глубокое проплавление, чем обычная дуга, при меньшей ширине шва. Кроме энергетических характеристик, это связано и с более высоким давлением дуги на сварочную ванну, вследствие чего уменьшается толщина прослойки жидкого металла под дугой и улучшаются условия теплопередачи в глубь основного металла. Сварка может осуществляться с применением присадочной проволоки или без нее.

     Плазменная  сварка на больших  токах.

     Плазменная  сварка на токах более I = 150A оказывает еще большее силовое воздействие на металл (плазменная дуга на токах 150А эквивалентна 300А дуге при сварке неплавящимся электродом).

     Сварка  сопровождается полным проплавлением  с образованием в ванне сквозного  отверстия. Происходит как бы разрезание деталей с последующей заваркой. 

Рисунок. Формирование шва со сквозным проплавлением при  плазменной сварке на больших токах

     Металл  с обратной стороны шва удерживается силами поверхностного натяжения. Диапазон режимов весьма ограничен, поскольку при сварке возможны прожоги.

     Плазменная  сварка на больших токах используется при сплавлении низкоуглеродистых  и легированных сталей, меди, алюминиевых  сплавов, титана и других материалов. Во многих случаях она позволяет  значительно уменьшить затраты, связанные с разделкой кромок, повысить производительность, улучшить качество швов.

     Плазменная  сварка требует высокой культуры производства, соблюдения технологии заготовки и сборки, тщательного  обеспечения условий охлаждения плазмотронов и правил их эксплуатации. Даже небольшие нарушения режима охлаждения плазмотрона вследствие высоких температур и малого диаметра сопла приводят к его разрушению. 
 
 
 

3. Термитная сварка.

     Термитная сварка применяется в местах, где  нет возможности выполнить электросварочные работы. К таким работам      относят      сваривание      рельс железнодорожных линий, проводов связи, электрические  кабели  и т.д.     Для  этого промышленность выпускает термитные патроны (карандаши) и спички к ним. Принцип действия термитной   сварки   основан   на   создании температуры плавления при сгорании термитного патрона. Конструкция термитного карандаша на рис. 1.

Рис. 1 Термитный  карандаш: 1 -проволока;2-термит;3-затравка

           Карандаш представляет собой отрезок сварочной проволоки, диаметр которой зависит от толщины свариваемых деталей. На проволоку наносят   термит,   круто   замешанный   на нитроцеллюлозном клее. Состоит термит из смеси 23% (по массе) опилок алюминия и 77% железной окалины, размер грнанул которых составляет около 0,5 мм. Конец термитного карандаша обмазан затравкой, которая предназначена для поджигания карандаша. Состоит затравка из 1 м.ч. бертолетовой соли (КСЮ3) и 0,5 м.ч. мелких алюминиевых опилок При массовом изготовлении карандашей пользуются устройством, состоящим из подставки и закрепленной на ней гофрирозанной алюминиевой полосы. Торцевые стороны гофрированной полосы ограничены металлическими стенками, в которых просверлены отверстия для карандашей.

     Внутренние   стенки   гофра   смазывают  разделительным составом, состоящим из керосина (65% по массе) и стеарина или парафина (35% по массе). После высыхания разделительного состава в отверстия стенок вставляют отрезки проволоки необходимого диаметра и секции заполняют термитом, замешанном на клею. Как   только термитная масса высохнет, карандаши вынимают и наносят головки из затравки. Во время сварки термитный карандаш вставляют в держатель, представляющий собой не  что иное,  как электрододержатель.

     Для хранения и транспортировки термитные  карандаши (патроны) заворачивают в один слой парафиновой бумаги и складывают в полиэтиленовый пакет с заваренными торцами. Следует учитывать что термитные патроны очень чувствительны к механическим и тепловым воздействиям, поэтому их хранение и транспортировка должны выполняться со всеми мерами предосторожности. Ни в коем случае нельзя хранить и транспортировать термитные патроны в одной упаковке со спичками. Запрещается хранение термитных патронов в помещениях с повышенной пожарной опасностью. При их транспортировке в кузове автомобиля не должно быть горючих и смазочных материалов и других сгораемых веществ. При погрузочно-разгрузочных работах тару с термитными патронами нельзя подвергать толчкам или бросать ее.

     При проведении сварочных работ следует  придерживаться мер безопасности. До начала сварочных работ следует побеспокоиться о противопожарных мерах, убрав из зоны сварки все воспламеняющиеся предметы и материалы. Зажигать термитные спички и поджигать термитные карандаши или патроны необходимо в защитных очках со светофильтрами.

     После охлаждения термитной шашки до темного  цвета шлак следует сбивать в  направлении, обратном от себя, на заранее  подготовленное место. Сгоревшие термитные  шашки укладывают в специальный  металлический ящик, предварительно установленный в месте сварочных  работ. В процессе сварки следует избегать попадания воды, чтобы избежать взрыва и ожогов. Нельзя дотрагиваться рукой к термитному патрону, который горит или поправлять его рукой. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Список  используемой литературы:

1. Акулов А.И. Технология и оборудование сварки плавлением.
2. Багрянский К.В. Теория сварочных процессов.
3. Геворкян В.Г. Основы сварочного дела.
4. Кортес А.Р. Сварка, резка, пайка металла.
5. Малашенко А.А. Лазерная сварка металлов.
6. Малкин Б.В. Термитная сварка.