26 февраля 2016г.
Плазмотрон — техническое устройство, в котором при протекании электрического тока через разрядный промежуток образуется плазма, используемая для обработки материалов. Буквально, плазмотрон означает — генератор плазмы.
Плазматрон используются главным образом в промышленности в технологических целях, но устройства, аналогичные плазматрону, применяют и в качестве плазменных двигателей.
Плазматроны бывают:
Электродуговые:
ü С прямой дугой.
ü С косвенной дугой.
ü С электролитическим электродом (электродами).
ü С вращающейся дугой.
ü С вращающимися электродами. Высокочастотные:
ü Индукционные
ü Ёмкостные Комбинированные:
Работают при совместном действии токов высоких частот (ТВЧ) и при горении дугового разряда, в том
числе с сжатием разряда магнитным полем.
Соответственно, наиболее широкое распространение получили дуговые и высокочастотные (ВЧ) плазматроны.
Сущность воздушно-плазменной резки заключается в высококонцентрированном интенсивном расплавлении металла вдоль линии реза теплом сжатой электрической дуги и удалении жидкого металла высокоскоростным плазменным потоком.
Эффект от воздушно-плазменной резки достигается за счет максимальной производительности, универсальности процесса и обеспечения высокого качества реза любых металлов и сплавов.
Плазмотроны в зависимости от мощности имеют воздушное или водяное охлаждение. Ручной плазмотрон
состоит из режущей головки и пластмассового корпуса с подходящими к нему воздухотокоподводом и проводами. Плазмотроны для механизированной резки обычно имеют проточное водяное охлаждение. Основными расходуемыми элементами плазмотрона являются специальный электрод и сопло. В процессе работы зажигание режущей плазменной дуги производится с помощью вспомогательной дуги малой мощности, которая возбуждается искровым разрядом от осциллятора установки.
Воздушно-плазменная резка может осуществляться в цеховых, монтажных или полевых условиях, в ручном или автоматическом режимах, при нахождении изделий в любом пространственном положении. Резка ведѐтся на постоянном токе прямой (для специальных плазмотронов - на обратной) полярности. В качестве плазмообразующего и охлаждающего газов используется сжатый воздух давлением 3,5-6,0 ати, который может быть получен
от индивидуального компрессора или из имеющейся
цеховой магистрали. Перед подачей на установку плазменной резки воздух дополнительно должен пройти через влагомаслоотделитель. При ручной ПР плазмотрон может скользить по разрезаемой детали за счѐт использования диэлектрического сопла-насадки. Скорость резки задаѐтся рекомендуемыми технологическими режимами в зависимости от разрезаемого материала, его толщины и тока дуги из диапазона 0,07-6,0 м/мин.
Отличительные особенности воздушно-плазменной резки по сравнению с аналогами - газовой, лазерной, вибрационной резкой, электродуговой строжкой, резкой на ножовочных, круглопильных, токарно-отрезных станках и ножницах, процесс воздушно-плазменной резки имеет преимущества:
ü универсальность процесса, т.е. возможность резки на одном и том же оборудовании различных электропроводных материалов;
ü большую (в 2-3 раза) скорость резки металлов малых и средних толщин (до 50 мм) по сравнению с другими термическими способами резки;
ü применение недорогого и недефицитного газа (обычно - сжатого воздуха);
ü значительное уменьшение термических деформаций разрезаемого изделия;
ü мобильность при использовании малогабаритных установок с воздушным охлаждением для ручной воздушно-плазменной резки;
ü простота в эксплуатации.
Сегодня плазматроны с успехом используют в работе с тонкой автомобильной сталью, в жилищно- коммунальном хозяйстве, в строительно-монтажных и многих других работах.
Плазматрон может быть использован для разделительной поверхностной и резки, прожигания отверстий, пайки, плавления, локального нагрева черных
и цветных металлов, бетона и других материалов, а также в работе по камню, разделки стеклоткани.
Уникальность плазматрона, прежде всего в экономической эффективности. Так
как
для его применения не требуется компрессоров, трансформаторов, газобаллонного и другого, имеющего большой вес оборудования.
Важным фактором эффективности является минимальный расход электроэнергии, что в течение года эксплуатации даѐт значительную экономию по сравнению с применением сварочных трансформаторов. При этом не требуется высокое напряжение, что не везде доступно. В полевых условиях, плазматрон обеспечивает многократную экономию на расходе дорогостоящих нефтепродуктов для генераторов.
Рабочей жидкостью для плазматронов, в зависимости от процесса, является либо обычная вода, либо 50% раствор спиртов или ацетона для качественной сварки.
Использование плазматрона, имеет фактор многофункциональности, он легко режет любой негорючий материал: нержавеющую и высоколегированную сталь, алюминий, титан, кирпич, бетон, керамику.
Плазменная обработка получила широкое распространение вследствие высокой по промышленным стандартам температуры плазмы (~ 104 К), большого диапазона регулирования мощности и возможности сосредоточения потока плазмы на обрабатываемом изделии; при этом эффекты плазменной обработки достигаются как тепловым, так и механическим действием плазмы (бомбардировкой изделия частицами плазмы, движущимися с очень высокой скоростью — так называемый скоростной напор плазменного потока).
Удельная мощность, передаваемая поверхности материала плазменной
дугой, достигает 105—106 Вт/см2, в
случае плазменной струи она составляет 103—104 Вт/см2. В то же время тепловой поток, если это необходимо, может быть рассредоточен, обеспечивая «мягкий» равномерный нагрев поверхности, что используется при наплавке и нанесении покрытий.
Плазменные методы восстановления деталей машин основываются на использовании теплофизических свойств ионизированного газа (плазмы). Так как выделить плазму в чистом виде весьма трудно, то для технических целей
используют
дуговой
разряд, обогащенный
плазмой,
т.е. в дуговом разряде
наряду с заряженными частицами (ионами и электронами) содержатся и нейтральные частицы. Такое состояние газа называется низкотемпературной плазмой (температура на выходе из сопла плазмотрона около 5000 ... 7000 К).
В качестве плазмообразующих газов самостоятельно могут быть использованы аргон, азот, гелий, аммиак.
Водород и кислород применяются в смеси с аргоном, азотом.
Список литературы
1. Технология сельскохозяйственного машиностроения: учебник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению "Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств"/ Ю. А. Бондаренко Федоренко М.А., Погонин А.А., Дуюн Т.А.,Схиртладзе А.Г. Старый Оскол: ТНТ, 2012. – 468 с.
2. Технология и организация восстановления деталей и сборочных единиц при сервисном сопровождении. Курсовое проектирование /
Бондаренко Ю.А. Федоренко М.А.,
Санина Т.М. Севрюгина Н.С. Белгород: Изд-во БГТУ, 2011 г.
3.
www.gibkorez.ru
4.
www . industrial-tech.ru
