Струей нагретого до 10000-20000 К и ионизированного газа – плазмы – сваривают самые различные тугоплавкие сплавы, металлы и неметаллические материалы, в том числе и неэлектропроводные. Энергия дуговой плазменной струи зависит от сварочного тока, напряжения, расхода газа, скорости сварки и других параметров. Источники питания дуги должны иметь рабочее напряжение более 120 В. Плазмообразующий газ служит также защитой расплавленного металла от атмосферного воздуха. Иногда для защиты расплавленного металла подают отдельную струю более дешевого газа, который, имея более низкую температуру, одновременно охлаждает сопло плазмотрона. В некоторых типах плазмотронов применяют водяное охлаждение.
Лазерная сварка основана на том, что при большом усилении световой луч способен плавить металл. для получения такого луча применяют устройства, называемые лазерами. Схема действия рубинового лазера такова. Искусственный рубиновый кристалл расположен в кварцевой трубке, которая представляет собой спиральную газоразрядную лампу, наполненную газом ксеноном. При замыкании выключателя происходит разряд высоковольтного конденсатора и в кварцевой лампе появляется вспышка света, в результате чего рубиновый кристалл испускает импульс мощного светового луча. Импульсы светового луча фокусируются и напрвляются в зону сварки. Сварка ведется как бы отдельными точками, перекрывающими друг друга.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что называется дуговой сваркой? 2. По каким признакам классифицируют дуговую сварку? 3. В каких случаях применяют сварку неплавящимся электродом? 4. В чем суть дуговой сварки в защитном газе? 5. Расскажите принцип действия электронно-лучевой сварки? 6. Как осуществляется плазменная сварка? 7. На чем основана лазерная сварка?
СВАРОЧНАЯ ДУГА
ОПРЕДЕЛЕНИЕ И СТРОЕНИЕ ДУГИ. УСЛОВИЯ ЗАЖИГАНИЯ И ГОРЕНИЯ ДУГИ
Электрическая сварочная дуга – устойчивый электрический разряд в сильно ионизированной смеси газов и паров материалов, используемых при сварке, и характеризуемый высокой плотностью тока и высокой температурой.
В зависимости от числа электродов и способов включения электродов и свариваемой детали в электрическую цепь различают следующие виды сварочных дуг:
– прямого действия, когда дуга горит между электродом и изделием;
– косвенного действия, когда дуга горит между двумя электродами, а свариваемое изделие не включено в электрическую цепь;
– трехфазную дугу, возбуждаемую между двумя электродами, а также между каждым электродом и основным металлом.
По роду тока различают дуги, питаемые переменным и постоянным током. При использовании постоянного тока различают сварку на прямой и обратной полярности. В первом случае электрод подключается к отрицательному полюсу и служит катодом, а изделие – к положительному полюсу (анод); во втором случае электрод подключается к положительному полюсу и служит анодом, а изделие – к отрицательному и служит катодом.
В зависимости от материала электрода различают дуги между неплавящимися электродами (угольными, вольфрамовыми) и плавящимися металлическими электродами.
Сварочная дуга обладает рядом физических и технологических свойств, от которых зависит эффективность использования дуги при сварке. К физическим относятся электрические, электромагнитные, кинетические, температурные, световые. К технологическим свойствам относятся: мощность дуги, пространственная устойчивость, саморегулирование.
Электрический разряд в газе – это электрический ток, проходящий через газовую среду благодаря наличию в ней свободных электронов, а также отрицательных и положительных ионов, способных перемещаться между электродами под действием приложенного электрического поля (разности потенциалов между электродами).