«Плазменная резка, сварка и наплавка»
Носителем тепловой энергии при плазменной обработке являются потоки ионов, а также электрически нейтральных молекул и атомов, образующихся при пропускании аргона, азота, аммиака, воздуха и других газов и их смесей, а также паров воды через дуговой разряд в дуговых плазменных горелках, называемых плазматронами. Плазменная струя имеет температуру 5000— 30 000 °С. Такую плазму называют низкотемпературной, неизотермической. Высокотемпературная, изотермическая плазма может существовать лишь при тепловом равновесии с окружающей средой; в природе она составляет вещество звезд. Степень ионизации высокотемпературной плазмы близка к 100 %, ее температура достигает десятков миллионов градусов. Плазму называют четвертым состоянием вещества, ионизированным газом.
Сварка плазменной струей дает хорошие результаты как для соединения тугоплавких металлов, коррозионно-стойких сталей, так и для сплавов алюминия и других цветных металлов. Швы, полученные плазменной сваркой, отличаются малой зоной термического влияния.
При плазменной наплавке присадочный материал может подаваться в виде проволоки, ленты или порошка, поэтому этим методом возможна наплавка всех видов наплавочных материалов. Высокая концентрация энергии в плазменной струе, стабильность дугового разряда, а также возможность раздельного регулирования нагрева основного и присадочного материалов являются преимуществами этого вида наплавки.
Плазменная резка является наиболее производительным видом термической резки, широко применяемом в машино- и судостроении, на заводах подъемно-транспортного оборудования, в трубном производстве, где объем резки листового проката особенно велик. Сжатие и стабилизация дуги осуществляются потоком газа, проходящего вместе со столбом дуги через сопло плазматрона, в результате чего температура острого плазменно-дугового факела достигает 12 000— 20 000 °С, и свойства металла при таком мощном направленном потоке тепловой энергии практически не влияют на процесс резки. В результате локального удаления срезанного слоя поверхность реза получается точной по контуру с малой степенью шероховатости.
Плазменная резка при толщине проката 5—40 мм в 2—8 раз производительнее газовой резки. Размеры плазменно-дугового факела ограничивает толщину разрезаемого проката (120— 140 мм).
При микроплазменной резке струя имеет форму острой иглы; такая резка весьма эффективна при фигурном раскрое тонкого листового материала взамен механической резки на станках.
«Электрошлаковая сварка»
Электрошлаковая сварка — способ бездуговой электрической сварки встык в расплавленном шлаке. Для наведения шлака применяют те же флюсы, что и при электрошлаковом переплаве стали.
Рисунок 47 Электрошлаковая сварка
В перегретом шлаке 2 (рис. 47) расплавляется электродная проволока 4 и оплавляются свариваемые кромки 5 заготовки, металл сливается в общей сварочной ванне 1 и по затвердевании образует сварной шов. Медные ползуны 6, охлаждаемые водой, по мере наплавления шва автоматически перемещаются вверх и обеспечивают формирование шва. На рис. 47 показано вертикальное сечение шва и видна лишь одна свариваемая часть заготовки (вторая очерчена штрихами). Зазор устанавливается в пределах 20—25 мм для свободного прохода направляющих 3 с электродной проволокой. Сварку ведут одним электродом (проволокой) или несколькими в зависимости от толщины заготовки на стыке.
Электрошлаковая сварка позволяет соединять заготовки практически неограниченной толщины (чаще все же сваривают стыки 150—450 мм). Этот способ дает возможность заменить трудоемкие цельнолитые и цельнокованые крупные детали сварнолитыми, сварноковаными и сварпопрокатными, собранными из удобных в производстве заготовок.
Электрошлаковая сварка применяется при сооружении уникальных прессов, прокатных станов, емкостей высокого давления, судов.