Plazminis medžiagų apdorojimas

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Plazmos apdorojimo įvedimas į pramonę pažymėjo technologinį proveržį ir perėjimą į kokybiškai naują gamybos lygį. Plazmos naudingų savybių spektras yra labai platus. Visų pirma, tai elektroninių prietaisų ir puslaidininkinių prietaisų gamyba. Be plazminio cheminio ėsdinimo šiuolaikiniai didelio našumo asmeniniai kompiuteriai vargu ar pamatytų šviesą. Bet tai dar ne viskas.

Jonų plazminis apdorojimas taip pat naudojamas optikoje ir mechaninėje inžinerijoje gaminių poliravimui, apsauginėms dangoms, metalų ir lydinių paviršiaus difuziniam prisotinimui, taip pat lakštinio plieno suvirinimui ir pjovimui. Šiame darbe pagrindinis dėmesys skiriamas suvirinimo ir pjovimo technologijoms naudojant plazmą.

Bendrosios nuostatos

Iš mokyklos fizikos pamokų visi žino, kad materija gali egzistuoti keturiose būsenose: kietoje, skystoje, dujinėje ir plazminėje. Daugiausia klausimų kyla bandant reprezentuoti paskutinę būseną. Tačiau iš tikrųjų viskas nėra taip sunku. Plazma irgi dujos, tik jos molekulės, kaip sakoma, jonizuotos (tai yra atskirtos nuo elektronų). Šią būseną galima pasiektidaugeliu atžvilgių: dėl aukštos temperatūros poveikio, taip pat dėl elektronų bombardavimo dujų atomais vakuume.

Tokia plazma vadinama žemos temperatūros. Ši proceso fizika naudojama atliekant plazmos nusodinimą (ėsdinimą, prisotinimą) vakuume. Įdėjus plazmos daleles į magnetinį lauką, joms galima suteikti kryptingą judėjimą. Kaip parodė praktika, toks apdorojimas yra veiksmingesnis pagal daugelį klasikinių mechanikos inžinerijos technologijų operacijų parametrų (sotinimas miltelinėse terpėse, pjovimas liepsna, užpylimas chromo oksido pagrindu pagaminta pasta ir pan.).

Plazmos gydymo tipai

Šiuo metu plazma aktyviai naudojama beveik visose pramonės šakose ir šalies ekonomikoje: medicinoje, inžinerijoje, prietaisuose, statyboje, moksle ir kt.

Plazmos technologijos taikymo pradininkas buvo prietaisai. Pramoninis plazmos apdorojimo pritaikymas prasidėjo nuo jonizuotų dujų savybių panaudojimo visų rūšių medžiagoms purkšti ir jas naudoti ant pamušalų, taip pat ėsdinti kanalus, kad būtų gautos mikroschemos. Atsižvelgiant į kai kurias technologinių įrenginių įrenginio ypatybes, išskiriamas plazminis cheminis ėsdinimas, jonų cheminis ėsdinimas ir jonų pluošto ėsdinimas.

Plazmos kūrimas yra neįtikėtinai vertingas indėlis į technologijų plėtrą ir be perdėto visos žmonijos gyvenimo kokybės gerinimą. Su ištraukalaiku, dujų jonų taikymo sritis išsiplėtė. O šiandien apdirbant plazmą (vienokiu ar kitokiu pavidalu) kuriamos specialių savybių (atsparumas karščiui, paviršiaus kietumas, atsparumas korozijai ir pan.), efektyviam metalo pjovimui, suvirinimui, paviršių poliravimui ir mikronelygumui šalinti.

Šis sąrašas neapsiriboja technologijų, pagrįstų plazmos poveikiu apdorotam paviršiui, naudojimu. Šiuo metu plazminio purškimo priemonės ir metodai yra aktyviai plėtojami naudojant įvairias medžiagas ir apdorojimo būdus, siekiant maksimalių mechaninių ir fizinių savybių.

Plazminio suvirinimo esmė

Skirtingai nuo jonų plazmos prisotinimo ir purškimo įrenginių, šiuo atveju apdorojimas plazma atliekamas naudojant aukštos temperatūros plazmą. Šio metodo efektyvumas yra didesnis nei naudojant tradicinius suvirinimo būdus (liepsnos, elektros lanko, povandeninio lankinio suvirinimo ir pan.). Kaip darbinis dujų mišinys, kaip taisyklė, naudojamas įprastas atmosferos oras su slėgiu. Taigi šiam metodui būdingas sąnaudų už sunaudojamas dujas nebuvimas.

Plazminio suvirinimo privalumai

Palyginti su tradiciniu suvirinimu, plazminio suvirinimo aparatas yra saugesnis. Priežastis gana aiški – slėginio atmosferos deguonies kaip darbinių dujų panaudojimas. Šiuo metu saugumui gamyboje savininkai skiria labai didelį dėmesįįmonės, vadovai ir reguliavimo institucijos.

Kitas labai svarbus privalumas – aukšta suvirinimo kokybė (minimalus įdubimas, prasiskverbimo trūkumas ir kiti defektai). Nors norint išmokti sumaniai naudotis plazminio suvirinimo aparatu, reikia daug mėnesių praktikos. Tik šiuo atveju suvirinimas ir visos jungtys atitiks aukštus standartus.

Ši technologija turi daug kitų privalumų. Tarp jų: didelis suvirinimo proceso greitis (padidėja našumas), mažas energijos išteklių (elektros) suvartojimas, didelis sujungimo tikslumas, nėra deformacijų ir deformacijų.

Plazminio pjovimo įranga

Pats procesas yra labai jautrus naudojamiems dabartiniams š altiniams. Todėl leidžiama naudoti tik labai kokybiškus ir patikimus transformatorius, parodančius išėjimo įtampos pastovumą. Žemyniniai transformatoriai naudojami aukštai įvesties įtampai paversti žema išėjimo įtampa. Tokios įrangos kaina yra kelis kartus mažesnė nei tradicinių elektros lankinio suvirinimo keitiklių kaina. Jie taip pat yra ekonomiškesni.

Plazminio pjovimo įrangą lengva naudoti. Todėl, jei turite bent minimalią patirtį ir įgūdžius, visus suvirinimo darbus galite atlikti patys.

Plazminio suvirinimo technologija

Priklausomai nuo maitinimo įtampos, plazminis suvirinimas skirstomas į mikro suvirinimą, suvirinimas įvidutinė ir didelė srovė. Pats procesas pagrįstas nukreipto aukštos temperatūros plazmos srauto veikimu ant elektrono ir ant virinamų paviršių. Elektrodas išsilydo, todėl susidaro nuolatinė suvirinimo jungtis.

Pjovimas plazminiu būdu

Pjaustymas plazminiu būdu – tai procesas, kurio metu metalas supjaustomas į sudedamąsias dalis nukreipta aukštos temperatūros plazmos srove. Ši technologija užtikrina idealiai tolygią pjovimo liniją. Naudojant plazminį pjaustytuvą, nebereikia papildomai apdoroti gaminių kontūro (nesvarbu, ar lakštinė medžiaga, ar vamzdžių gaminiai).

Procesą galima atlikti ir rankiniu pjaustytuvu, ir plazminio pjovimo stakle, skirta lakštinio plieno pjaustymui. Plazma susidaro, kai į darbo dujų srautą nukreipiamas elektros lankas. Dėl didelio vietinio šildymo atsiranda jonizacija (neigiamo krūvio elektronai atsiskiria nuo teigiamai įkrautų atomų).

Prazminio pjovimo programos

Aukštos temperatūros plazmos srovė turi labai didelę energiją. Jo temperatūra yra tokia aukšta, kad ji tiesiogine prasme lengvai išgarina daugybę metalų ir lydinių. Ši technologija daugiausia naudojama plieno lakštams, aliuminio, bronzos, žalvario ir net titano lakštams pjaustyti. Be to, lakšto storis gali būti labai įvairus. Tai neturės įtakos pjūvio linijos kokybei – ji bus visiškai lygi ir lygi, be dryžių.

Tačiau reikia pažymėti, kad norint gauti kokybišką ir tolygųpjaustyti dirbdami su storasiene medžiaga, turite naudoti plazminio pjovimo mašiną. Rankinio degiklio galios nepakaks 5–30 milimetrų storio metalui pjauti.

Pjovimas dujomis ar plazminis pjovimas?

Kokiam metalo pjovimui ir pjovimui turėtų būti teikiama pirmenybė? Kas geriau: pjovimo deguonimi ar plazminio pjovimo technologija? Antrasis variantas galbūt yra universalesnis, nes tinka beveik bet kuriai medžiagai (net ir toms, kurios linkusios oksiduotis aukštesnėje temperatūroje). Be to, plazminis pjovimas atliekamas naudojant įprastą atmosferos orą, o tai reiškia, kad nereikia pirkti brangių eksploatacinių medžiagų. O pjovimo linija yra idealiai lygi ir nereikalauja tobulinimo. Visa tai kartu žymiai sumažina produkto savikainą ir daro produktus konkurencingesnius.

Plazminės pjovimo medžiagos

Reikėtų atsižvelgti į tai, kad didžiausias leistinas apdirbamo metalo ar lydinio storis priklauso nuo pačios medžiagos arba jos rūšies. Remdamiesi ilgamete gamybos patirtimi ir laboratorinių tyrimų patirtimi, ekspertai pateikia šias rekomendacijas dėl apdirbamų medžiagų storio: ketaus – ne daugiau kaip devyni centimetrai, plienas (nepriklausomai nuo cheminės sudėties ir legiruojamųjų elementų buvimo) – ne. daugiau nei penki centimetrai, varis ir jo pagrindu pagaminti lydiniai - ne daugiau kaip aštuoni centimetrai, aliuminis ir jo lydiniai - ne daugiau kaip 12 centimetrų.

Visos nurodytos reikšmės būdingos rankiniam naudojimuiapdorojimas. Tokio šalyje gaminamo įrenginio pavyzdys yra Gorynych plazminis aparatas. Jis yra daug pigesnis nei užsienio analogai, tuo tarpu savo kokybe jis nėra prastesnis, o galbūt net pranašesnis už juos. Rinkoje pristatomas platus šio gamintojo prietaisų asortimentas, kuris yra skirtas įvairiems darbams atlikti (buitinis suvirinimas, įvairaus storio metalų pjovimas ir suvirinimas imtinai). Storesnius lakštus galima apdoroti tik didelės galios mašinose.

Esami plazminio pjovimo metodai

Visus esamus plazminio pjovimo būdus galima suskirstyti į reaktyvinį ir lankinį. Be to, visiškai nesvarbu, ar naudojamas rankinis pjaustytuvas, ar CNC plazminio pjovimo ir pjovimo staklės. Pirmuoju atveju visos būtinos sąlygos dujų jonizavimui yra įgyvendinamos pačiame pjaustytuve. Toks prietaisas gali apdoroti beveik visas medžiagas (metalus ir nemetalus). Antruoju atveju apdorojama medžiaga turi turėti elektros laidumą (kitaip neatsiras elektros lankas ir įvyks dujų jonizacija).

Be plazmos susidarymo būdo skirtumų, plazmos apdorojimas taip pat gali būti klasifikuojamas pagal technologines ypatybes: pjaustymas į paprastą (nenaudojant pagalbinių medžiagų), apdorojimas vandeniu ir apdorojimas apsauginėje dujų aplinkoje.. Paskutiniai du būdai leidžia žymiai padidinti pjovimo greitį ir tuo pačiu nebijoti metalo oksidacijos.