Сварка в плазме (плазмотроны). Применяют для сварки и резки металлов высокотемпературную дуговую плазму, получаемую при пропускании столба дуги в атмосфере сжатого газа или в кольцевом магнитном поле. В первом случае независимая дуга горит между вольфрамовым электродом (катодом) и соплом горелки (анодом). Во втором случае между вольфрамовым электродом и свариваемым металлом. Газ, проходя через плазму дуги, сильно ионизируется. Нагрев происходит за счет непосредственной бом-

бардировки металла частицами струи, температуры соответственно 15000 и 30000°С. Дуговой плазменной струёй сваривают тугоплавкие металлы, металлы с неметалла-

ми, паяют, производят разделительную резку различных материалов.

2.2. Процессы плавления и переноса металла при дуговой сварке

Перенос электродного металла на изделие - сложный процесс. В начале горения дуги на торце электрода образуется слой расплавленного металла(I), который под действием сил тяжести и поверхностного натяжения собирается в каплю(II). Достигая определенных размеров капля перекрывает дугу, кратковременно замыкая сварочную цепь(III). Мостик из жидкого металла разрывается, дуга вновь возникает, и процесс образования капель повторяется. Величина и кол-во капель в единицу времени зависят от многих факторов (полярности и силы тока, химсостава и физического состояния электродного металла, состава покрытия и т.д.). Перенос металла бывает трех видов: крупнокапельный, мелкокапельный и струйный.

Рис. 2.11. Механизм переноса электродного металла в ванну

1 – жидкий металл электрода; 2 – жидкий металл ванны

Перенос капель жидкого электродного металла на свариваемый металл происходит под действием многих факторовсил тяжести и поверхностного натяжения, газового дутья и внутреннего давления, электродинамических сил.

Сила тяжести может содействовать или препятствовать переносу капель через дугу, в зависимости от пространственного положения шва при сварке.

28

Сила поверхностного натяжения стремится придать капле форму с наименьшей поверхностью, в которой она находится до слияния с общей ванной.

Газовое дутье создается за счет частичного превращения электродного металла в пары под действием высокой температуры дуги и за счет давления газов при сгорании покрытия электродов. Газовое дутье направлено по оси электрода и способствует слиянию капли с общей ванной.

Внутреннее газовое давление в каплях металла создается за счет собственных выделенных и поглощенных металлом газов в зоне дуги. С повышением температуры внутреннее давление газов увеличивается, способствуя переносу капли при любом положении шва в пространстве, увеличивается разбрызгивание.

Электродинамические силы имеют наибольшее значение в переносе капель с электрода на изделие. При напряженности электрического поля электрода большей, чем основного металла возникает продольная сила, действующая от электрода к изделию. Сжимая жидкий металл у торца электрода, она способствует отделению и переносу капель в сварочную ванну.

Струйный перенос имеет преимущество перед капельным– меньше выгорают легирующие добавки, повышается чистота металла капель и шва, увеличивается скорость расплавления сварочной проволоки.

Производительность наплавки или производительность переноса электродного -ме талла в шов определяется по формуле:

Пн =aн × I , г/ч,

где aн – коэффициент наплавки, в г/А×ч;

I – сила сварочного тока, А.

29