Аппарат плазменной сварки для автомобилей

Аппараты плазменной сварки

В сварочных технологиях произошла революция. В 1960-х инженеры создали промышленный плазмотрон и плазма перестала быть игрушкой физиков. Это случилось благодаря успехам в металлургии – были получены стойкие легированные катоды, обеспечивающие необходимый ток эмиссии для плазменной дуги.

Плазменные технологии начали работу, как и следовало ожидать, в закрытых областях “military, navy, and airspace industries” и лишь спустя десятилетия стали доступны гражданской промышленности. И наконец, наступил момент выхода к индивидуальным потребителям. На каждом из этапов технология совершенствовалась и сегодня даже частник может иметь в своем гараже или мастерской этот превосходный инструмент. Об этом и пойдет речь на данной странице.

Плазменные сварочные аппараты: технология работы

Плазма – это четвертое состояние вещества, ионизированный газ, состоящий из ионов простых веществ: газов или металлов и электронов, а также электромагнитного излучения, которое неизбежно возникает при возбуждении атомов. Энергия и температура плазмы могут располагаться в очень широких пределах. Нас интересует область температур 5000 – 10000°С и энергия, лучше сказать, мощность от сотен Ватт до сотен кВт. Она легко достижима в аппаратах сегодняшнего дня. В плазмотроне она может быть получена в следующем порядке:


[ads-pc-1]

Дугу в плазмотроне накачивают рабочим газом, при небольшом давлении: 0.2… 5 бар, которое зависит от тока. Рабочее напряжение плазменной дуги выше обычной в несколько раз, а ток имеет тот же порядок. Поскольку электрическая дуга имеет склонность к филаментации (распадается на отдельные каналы), то рабочий газ предварительно завихривают на входе. Дуга сжимается в узкий шнур и остается прямой за счет высокой скорости ионного газа. Как следствие, получаем большую энергию и мощность в ее пятне. Плавление металла происходит тоже в области пятна.

Создать плазму при помощи электрического тока и рабочего газа можно нажатием кнопки и, после небольшого прогрева горелки, использовать для:

Сварки

Плазменная дуга нагревает любой, известный в Периодической системе элементов, металл или сплав таких металлов, до плавления и даже кипения в нормальных условиях. Необходимым условием является лишь мощность дуги для данной массы свариваемых деталей. И можно варить на здоровье.

Остается только защитить ванну (область сварки) инертным газом: азотом, аргоном, или органическими парами спирта или ацетона (восстановление за счет свободных радикалов). Это делает, благодаря своей конструкции, горелка плазмотрона. Конечно, с небольшой помощью мастерства сварщика.

Резки

Высочайшая температура плазменной дуги и ее узкий канал обеспечивают идеальные условия для глубокой резки самых тугоплавких металлов и неметаллов. Неметаллы режутся косвенной дугой, а металлы – любой из них, в зависимости от толщины. При этом, за счет энергии плазмы, достигается самая высокая скорость и качество, уступающее только лазеру, резки. Для поддержания постоянного расстояния между соплом горелки и поверхностью реза могут быть использованы упорные ролики.

Пайки

При работе с защитным газом, или использовании смесей воды со спиртом или ацетоном в качестве рабочих жидкостей, атмосфера в области пайки оказывается без кислорода. В первом случае рабочий газ вытесняет кислород, во втором случае – связывает за счет восстановления свободных радикалов органических молекул, имеющихся в плазме. Благодаря этому, при значительной экономии флюсов, можно паять любые виды металлов, какие только совместимы между собой и припоями.
[ads-pc-3]

Аппарат плазменной сварки: какие бывают

Принято делить аппараты на разновидности по их мощности. За меру берут сварочный ток в плазменной дуге. Но не только ток отличает аппараты в данном случае. Есть и отличия в конструкции аппаратов и горелок.

Микроплазменные

Промышленный источник микроплазменной сварки SBI PMI 50 TL Basic

Микроплазменными называют аппараты, работающие при токе от 100 миллиампер до 25 А. Они подходят, начиная от нижнего предела, для сварочных работ по ювелирным изделиям и вплоть до резки листового металла толщиной 10 мм.

Это простые аппараты, работающие на постоянном токе, диаметр их сопла имеет величину от 1.3 до 2.5-3 мм.

Рабочий газ получают из воды и спиртовых или ацетоновых смесей.

Катод изготавливают из меди с легированием гафнием.

На среднем токе

Аппараты среднего тока работают в пределах 50-150 ампер. Преимущественно, они используются для резки металла. Рабочим газом служит обычный воздух, как самый дешевый, и оптимальный при том, вариант. Однако, эти же аппараты могут применяться и с другими рабочими и защитными газами. Источники питания для них более совершенны, конструкции горелок сложнее, с вольфрамовым легированным катодом, иногда имеют подвод охлаждающей воды для анода и часто – высоковольтный импульсный запуск и режим малого тока для дежурной дуги.
[ads-pc-2]

На большом токе

Сильноточные аппараты создают дугу с током от 150 А и, вообще говоря, малоактуальны для индивидуального потребителя. Их используют в судостроительной промышленности, в ядерном машиностроении и в приборостроении для ядерной физики. Очень часто эти аппараты являются лишь частью роботизированных комплексов. Их горелки используют вольфрамовые катоды, легированные бериллием, торием, или лантаноидами, для максимального понижения работы выхода электронов.

Читайте также:  Бензонасос для автомобиля ваз 2107

Плазменный аппарат для сварки и резки: из каких узлов состоит

Источником питания в старых аппаратах служил классический трансформатор, работающий на частоте сети. Такие аппараты были очень громоздкими и тяжелыми. (Как и все старые сварочные аппараты.) Современные импульсные преобразователи на IGBT-транзисторах, управляемые микрокомпьютерами, полностью вытесняют старую технику и придают новой небывалую прежде функциональность.

Прежде всего, они обеспечивают нужный рабочий ток, его стабильность и регулирование в каждом режиме. Более продвинутые аппараты имеют режим дежурной дуги на малом токе, высоковольтный генератор для бесконтактного запуска дуги.

В некоторые аппараты также встроены компрессоры для подачи сжатого воздуха в горелки. Это для удобства и мобильности в условиях ремонтных цехов и мастерских.

Конструкции горелок зависят от мощности аппарата. Для микроплазменных горелок очень характерна конструкция с подвижным катодом, который замыкается на анод-сопло при помощи кнопки с задней стороны инструмента, и, тем самым, возбуждается дуга. Эта же кнопка служит винтом для регулировки зазора между анодом и катодом. В корпус с рукояткой встроен баллончик, емкостью 0.1…0.3 л. для рабочего раствора.

Горелки помощнее устроены с неподвижным катодом, все их основные части располагаются коаксиально (на общей оси) в следующем порядке: катод, полость для рабочего газа, промежуточная втулка, полость для защитного газа, анод (с полостью для водяного охлаждения анода на мощных аппаратах), корпус.

Наиболее мощные горелки не имеют рукоятки, а крепятся на манипуляторах роботов или в станках для резки (сварки) труб или листовых материалов.

О материалах для катодов уже говорилось, можно только напомнить: в простых бытовых плазморезах используют медь (реже вольфрам), легированную гафнием. Это наиболее безопасный для здоровья аппарат, в отличии от тех, в которых используется бериллий, пыль которого (или его окислов) является опасным для легких веществом, канцерогеном, и требует соблюдения норм на ПДК: вентиляции и взятия проб для анализа. Опасен также слаборадиоактивный торий, при попадании в легкие.

Для соединения аппарата с горелкой используется т.н. кабель-пакет. Это название обозначает шланг для подачи рабочего и защитного газов, охлаждающей воды, обратной воды, силовых проводов (основного тока), провода для пусковой искры, а также проводов цепи управления. Все они помещаются внутрь общего гибкого шланга “пакетом”, откуда и название. К аппарату кабель-пакет подключается в нескольких соответствующих точках: штуцер для газа часто одновременно служит и для подачи тока через катод. В бытовых аппаратах к горелке подводится только ток, так что, в этом случае, можно говорить просто о кабеле.
[ads-pc-1]

Возможности плазменных сварочников

Ниже показаны возможности на примере аппарата «Горыныч»:

Подробнее о возможностях аппарата Горыныч смотрите в этом материале.

Можно ли сделать своими руками

Изготовленный своими руками плазменный сварочный аппарат в качественном исполнении обеспечивает полностью все требования по технологии и качеству сваривания конструкций и деталей.

Плазменный сварочный аппарат требует для работы только сжатый воздух и наличие электричества, а при использовании компрессорного оборудования достаточно одного электричества.

Плазменный сварочный аппарат для дома и дачи

[ads-pc-2]
В домашних условиях в распоряжении у потребителя обычно только однофазная сеть 220 В. Ему недоступны никакие технические газы, кроме, разве что, сжатого воздуха, сильные защитные средства и санитарный контроль тоже недоступны. Поэтому выбирать следует однофазный плазменный аппарат на 2-3 кВт. Там уже производитель предусмотрел все остальные условия.

Неплохой аппарат AURORA PRO AIRFORCE 60 IGBT стоит около 40 000 р. Его инвертор хорошо переносит перегрузки.

По такой же цене есть аппарат КЕДР CUT-40B. Он отличается малым выгоранием сопла и катода, имеет встроенный компрессор и регулятор давления.

Универсальный аппарат Горыныч позволяет не только резать, но и варить металлы и стоит около 50 000 р. (См. ссылку на обзор выше).

Также неплохие аппараты латвийской разработки (изготовляют китайцы) Ресанта различных моделей.

Аппараты микроплазменной сварки

Для промышленности выпускают не только мощные аппараты для резки металла. Например, микроплазменные сварочные аппараты SBI PMI 50 TL Basic и SBI PMI 50 TL (Австрия) могут использоваться для ювелирного производства, для изготовления приборов, работ по стеклу и многого другого.

SBI PMI 50 TL Basic работает на аргоне, для защиты сварочной ванны от кислорода используется аргоно-гелиевая или аргоно-водородная (восстановительная) смесь. Аппарат имеет полностью программируемый режим работы, очень развитую систему управления и интерфейсы (основной CAN-Bus + протоколы по желанию заказчика) для автоматизированных систем (может работать с роботами-манипуляторами).

SBI PMI 50 TL от базовой модели отличается повышенной мощностью при тех же функциях.

Из других аппаратов аналогичные функции может выполнять оборудование Klein Schweisser 25i10 Micro Plasma, Klein Schweisser 50i10 Micro Plasma от компании Electro Plasma Equipment Pvt. ltd. (Индия). Компания Process Welding System Inc. (США, Теннесси) также изготавливает весьма совершенное плазменное оборудование для микроплазменных работ.

Популярные производители аппаратов для плазменной сварки

Горыныч

ООО “АCпромт” выпускает два аппарата для плазменной сварки “Горыныч”: ГП37-10 и ГП37-12. Это оригинальная российская разработка (автор Д.А. Дуюнов). Они весьма популярны в кругах ремесленников и умельцев.

Их также используют на некоторых производствах для ремонтных и вспомогательных работ. Второй аппарат отличается от первого немного более мощным источником питания. Оба аппарата просты в работе и хорошо подходят для обучения практических специалистов по работе с плазменной дугой.

Аппараты недороги (30…50 тыс. р.) и по карману частным лицам. Расходные материалы для них совсем недороги.

Читайте также:  Бланк оплаты госпошлины при постановке на учет автомобиля

Мультиплаз

Мультиплаз – это российская компания, находится в Москве. Выпускает аппараты Мультиплаз 3500, 4000, 7500 и 15000.

Аппарат 3500 сделан универсальным: режет все до 10 мм, варит и паяет множество материалов, кажется, имеет неплохие характеристики, но дороговат: цена на сегодня больше 130 000. Аппарат снабжен двумя горелками для удобства, каждая горелка ставится вертикально и сразу готова к работе.

Плазар

Снят с производства. Можно купить только с рук. Обзор аппарата здесь.

Плазариум

Компания Плазариум (Россия) занимается плазменными технологиями и применением их в промышленности. В числе прочей продукции выпускает аппараты PLAZARIUM SP3 для разнообразных работ с применением плазмы: пайка, плавка металлов и неметаллов, сварка, резка. Аппарат способен работать с температурой от 100 до 10 000 градусов, использует воду в качестве рабочего тела для плазмы.

FUBAG

FUBAG GmbH – немецкое предприятие, выпускающее огромный ассортимент оборудования для строительства и ремонта. Плазморезы представлены моделями PLASMA 25, 25 AIR (с компрессором), 30, 40, 65 Т, 100. Аппараты сделаны с немецкой практичностью – с простым на вид регулятором тока, но всегда стабильно дающим установленное значение. Это инструмент для производительной работы. Аппараты профессиональные и предназначены для резки материалов.

BlueWeld

Итальянская компания BlueWeld работает с начала 1960-х годов. В настоящее время имеет филиалы по всему миру и ее продукция пользуется большим спросом. Аппараты Prestige Plasma 41, 54, 34, 31 – переносные, для воздушной плазменной резки металла. Есть также передвижные (на роликах и колесах) трехфазные модели повышенной мощности. Все аппараты инверторного типа.

TELWIN

Telwin – итальянская компания, работает еще с шестидесятых годов прошлого века. Аппараты для плазменной резки имеют марку TECNICA PLASMA 31, 34, 41, 60 HF (последний с бесконтактным запуском). Это однофазные аппараты для ручной работы. Основное назначение – резка металлов и тугоплавких материалов. Есть также трехфазные аппараты.

AURORA

AURORA — марка китайской группы компаний. Производит различную продукцию. Из плазменной техники, которую она производит известны аппараты AuroraPRO AIRHOLD 40, 42, AIRFORCE 80 (трехфазный), MULTIWATT 40-160 (Plasma+MMA+TIG) (универсальный аппарат с большими возможностями). Аппараты отличаются небольшой ценой, имеется бесконтактный запуск, кабели длиной 3 метра.

СВАРОГ

Первый из аппаратов стоит очень дешево: около 23 000 руб и притом имеет хорошие характеристики: бесконтактный запуск, встроенный компрессор, режет металл до 12 мм. Следующие два аппарата – это более мощные. Последние три аппарата самые мощные для трехфазной сети. CUT 160 способен резать сталь толщиной до 55 мм, стоит (рекомендованная цена) коло 160 000 руб.

Источник

Плазменная резка и плазморезы

Найдено 190 товаров

Категория

При выборе аппарата можно ориентироваться на следующее соотношение: для непродолжительных работ и сварки тонких листов достаточно аппарата с максимальным током до 160 А. В большинстве случаев бытовых задач при сверке решеток, заборов, небольшой арматуры хватит аппарата с током 160-200 А. Для более серьезной и долгой работы нужны более мощные машины с током более 200 А. «,»sort»:14,»additional»:false>,<"data":<"rangeMetadata":<"minValue":2.24,"maxValue":81,"currentFromValue":2.24,"currentToValue":81,"step":1,"unit":"кВт","active":true>>,»id»:31,»type»:»specification»,»label»:»Max мощность»,»description»:»

Мощность сварочного аппарата определяет потребляемую им из электросети энергию в единицу времени. После того как определены нужные для преобладающих сварочных работ сила тока и напряжение на выходе, определяется мощность сварочного аппарата. Мощность равна произведению тока и напряжения, требующаяся мощность сварочного аппарата определяется так же. При этом не забывайте, что эффективная мощность меньше потребляемой, и конечный выбор модели ведется с запасом от рассчитанного значения на 20-30 %. «,»sort»:16,»additional»:false>,<"data":<"rangeMetadata":<"minValue":5,"maxValue":65,"currentFromValue":5,"currentToValue":65,"step":1,"unit":"А","active":true>>,»id»:1016,»type»:»specification»,»label»:»Min ток»,»description»:»

Минимально возможный вырабатываемый сварочным аппаратом ток определяет возможности для сварки самых тонких листов металла и производства миниатюрных швов. Это актуально при необходимости вести аккуратную тонкую работу. «,»sort»:19,»additional»:false>],»booleanFilters»:[<"data":<"value":<"selected":false,"active":true>>,»id»:null,»type»:»has_review»,»label»:»Только с отзывами»,»description»:null,»sort»:8,»additional»:false>,<"data":<"value":<"selected":false,"active":true>>,»id»:224130,»type»:»specification»,»label»:»EURO-разъем»,»description»:null,»sort»:13,»additional»:false>],»productCount»:65,»queryString»:»»>» data-category-id=»466″ data-category-name=»Плазменная резка и плазморезы» data-rname=»plazmennaya-rezka-metalla» data-tag-page-id=»» data-make-id=»0″ data-search-string=»» >

Источник

Основные виды аппаратов, применяемые для плазменной сварки. Технические характеристики и особенности

Плазменная сварка – один из наиболее современных видов сварки. Такая сварка осуществляется с помощью плазмы, возникающей в газовой среде при наличии там электрической дуги. Этот процесс включает ионизацию рабочего газа, который под давлением переходит в состояние плазмы.

Особенностью процесса является то, что сварка происходит при очень высокой температуре, достигающей 30 тысяч градусов. Благодаря этому, с помощью плазменной сварки можно сваривать детали большой толщины (до 9 мм) из особо прочных металлов.

Устройство и основные типы аппаратов

В общем случае в состав оборудования для плазменной сварки входят:

Горелка представляет собой сложное устройство, в котором устанавливается электрод, имеются трубопроводы для подачи газов и охлаждающей жидкости, а также проходит электрический кабель, по которому к электроду подается напряжение питания.

Схема плазменной сварки

Конструкция горелки зависит от мощности аппарата. В аппаратах малой мощности используются горелки с выдвижным катодом, который с помощью кнопки управления может замыкаться на анод-сопло и возбуждать дугу.

Для ручной плазменной сварки используются горелки, которые имеют вид пистолета. Такое устройство удобно держать в руках. Для плазменно-водяной сварки используется горелка в виде пистолета с разрядной камерой и парообразующим устройством.

Для более мощных аппаратов используются горелки с неподвижным катодом. Основные ее части:

Горелки для мощных аппаратов не имеют ручек, поскольку они крепятся непосредственно на манипуляторах или станках для сварки.

В аппаратах в качестве источника питания чаще всего используются инверторы, которые почти полностью вытеснили трансформаторные источники. Современные импульсные преобразователи на IGBT-транзисторах обеспечивают стабильный рабочий ток, который может регулироваться для различных рабочих режимов работы аппарата.

Читайте также:  Где обжаловать эвакуацию автомобиля

Примерная стоимость инверторов для плазменной сварки на Яндекс.маркет

Для образования плазмы используются воздух, кислород, аргон и азот.

Для защиты ванны сварки применяют инертные газы – азот, аргон, пары спирта или ацетона.

Кабель-пакет предназначен для соединения аппарата с горелкой. В кабель-пакете размещаются:

В бытовых аппаратах к горелке подключаются только цепи подачи тока. Поэтому в этом случае говорят просто о кабеле питания.

Аппараты прямого и косвенного действий

В зависимости от способа горения дуги различают аппараты:

В аппаратах первого вида электрическая дуга возбуждается между электродом и свариваемой деталью. При этом дуга вначале возбуждается при малых токах между соплом и деталью, а после касания плазмой детали образуется основная дуга. Питание дуги может осуществляться как постоянным, так и переменным током. Возбуждение дуги осуществляется, как правило, с помощью дополнительного осциллятора.

При сварке вторым способом источник питания подключается к электроду и соплу горелки. В результате между ними образуется электрическая дуга, а на выходе горелки – струя плазмы. Интенсивность струи регулируется давлением газа. Возникновение мощной плазменной струи объясняется тем, что газ, переходя из одного состояния в другое, расширяется почти в 50 раз. Этот способ менее распространен, хотя он и имеет свои достоинства, а именно:

Разделение аппаратов по мощности

Аппараты плазменной сварки делятся на виды в зависимости от их мощности. При этом за меру мощности принимают ток сварки в плазменной дуге.

Различают аппараты, работающие:

Аппараты первого вида (микроплазменные) работают при токах от 100 мА до 25 А. Это относительно простые аппараты, имеющие диаметр сопла от 1,3 до 3 мм, работают на постоянном токе. В качестве рабочего газа такие устройства используют водные растворы спирта или ацетона. Катод в таких аппаратах выполняется из меди с добавлением гафния.

Микроплазменные аппараты могут использоваться как для сварки ювелирных изделий, так и для резки металлов толщиной до 9 мм.

Аппараты среднего тока (50-150 А) в основном используются для резки металлов. В качестве рабочего газа в них применяют воздух. Такие устройства имеют более сложные источники питания с режимом малого тока для создания дежурной дуги, горелки с легированным вольфрамовым катодом. Для запуска дуги в таких аппаратах используются высоковольтные блоки.

Аппараты, имеющие дугу с током более 150 А, применяются в промышленности. В них используются вольфрамовые катоды, легированные редкоземельными элементами, способствующими уменьшению работы выхода электронов. Такие аппараты обычно являются частью роботизированных комплексов, выполняющих работы в судостроении или ядерной энергетике.

Описание аппаратов

На рынке имеется большое число различных компаний, которые продают свои изделия. Однако большая часть этих изделий предназначена для резки металлов. При этом часто они обозначаются как аппараты для плазменной сварки. Но в дальнейшем оказываются резаками (cut). С другой стороны, большинство сварочных аппаратов имеют функцию резки металлов. Например, аппараты Горыныч, Мультиплаз 4000 и Plazarium SP3, кроме сварки, могут производить и резку металла. При этом в качестве газообразующей жидкости используется вода.

Характеристики некоторых аппаратов плазменной сварки приведены в таблице.

Наименование Компания Ток, А Рпот, кВт Газ/Защитн. ВЧ-поджиг Вес, кг Цена, тыс. руб.
Горыныч, ГП-37-10 АСпромт, Россия 10 2,5 Вода + спирт _ 5,4 29
Plazarium SP3 Плазариум, Россия 4-12 2,6 Вода + бензин _ 6 68,9
Мультиплаз 4000 Мультиплаз, Россия 10-180 4 Вода + спирт _ 28 105
SBI PMI 50 TL Basic SBI, Австрия 0,5-50 5 Ar/Ar + He + 47 Договор
Microplasma 20 EDM, Германия 0,1-20 50 Газ + 50 598
SBI PMI 500 TL SBI, Австрия 5-500 20 Ar/Ar + He + 115 Договор

Первые три аппараты производятся в России. В качестве плазмообразующей среды в них используются пары водно-спиртового (Горыныч и Мультиплаз 4000) или водно-бензинового (Plazarium SP3) растворов. Первые два устройства можно отнести к микроплазменному типу (ток плазмы менее 25 А), а третий аппарат можно считать аппаратом средней мощности. Необходимо отметить, что каждая из компаний производит целую линейку аппаратов, имеющих различную мощность. Например, в семействе аппаратов Мультиплаз имеются более мощные устройства 7500 и 15000, которые соответственно потребляют большую мощность и имеют больший вес.

Далее в таблице приведены характеристики профессиональных аппаратов австрийской и немецкой компаний. Аппараты серии PMI предназначены для микроплазменной точечной и шовной сварки. Программное обеспечение аппарата сохраняет до 50 режимов работы агрегата. С помощью контроллера осуществляется большое количество автоматических регулировок рабочего цикла сварки, в том числе продувка газа перед работой и после сварки, регулировка режима установки рабочего тока. Основные параметры сварки отображаются на сенсорном дисплее. Там же отображаются сигналы об ошибках или предупреждения. Возможно подключение к компьютеру и управление процессом дистанционно. В таких аппаратах присутствуют устройства ВЧ-поджига дуги.

Примерная стоимость аппаратов для сварки серии PMI на Яндекс.маркет

В таблице приведены характеристики аппарата SBI PMI 50 TL Basic и более мощного SBI PMI 500 TL с максимальным током плазмы в 500 А. Такие мощные аппараты чаще всего используются в роботизированных производственных установках.

В аппаратах такого типа используется настройка сварочного тока с помощью потенциометра, регулировка параметров сварки (стартовый и сварочный токи, ток завершения сварки, время продувки газом), защита сварочной горелки с помощью реле, индикация параметров сварки на дисплее.

Горелка подсоединяется к аппарату Microplasma шлангами для подачи защитного газа и плазменного газа, а также подачи и отвода охлаждающей жидкости. Для охлаждения используется специальная деионизированная жидкость. Кабель управления сварочной горелкой подключается к аппарату с помощью 5-контактной розетки.

Источник

Популярные рекомендации экспертов
Adblock
detector