Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Пла́змове обро́блення — вид електрофізичного оброблення матеріалів низькотемпературною плазмою, яка генерується дуговими (оброблення плазмовою дугою) або високочастотними (оброблення плазмовим струменем) плазмотронами.
Основні принципи
Плазмове оброблення набуло поширення унаслідок високої за промисловими стандартами температури плазми (~ 104 К), великого діапазону регулювання потужності і можливості зосередження потоку плазми на виробі, що обробляється. При цьому ефекти плазмової обробки досягаються як тепловою, так і механічною дією плазми (бомбардуванням виробу частками плазми, що рухається з дуже високою швидкістю, — так званий швидкісний натиск плазмового потоку).
Питома потужність, що передається поверхні матеріалу плазмовою дугою, досягає 105…106 Вт/см², в разі використання плазмового струменя вона становить 103…104 Вт/см². В той же час тепловий потік, якщо це необхідно, можливо розосередити, забезпечуючи «м'який» рівномірний нагрів поверхні, що використовується при наплавленні чи нанесенні покриттів.
Види плазмового оброблення
При плазмовому обробленні змінюється форма, розміри, структура оброблюваного матеріалу або стан його поверхні. Плазмове оброблення включає: розділове і поверхневе різання, нанесення покриттів, наплавлення, зварювання, руйнування гірських порід (плазмове буріння), активування поверхні а також, плазмово-дугове «стругання» і рафінування (оплавлення).
Плазмове різання
Різання металів та виготовлення отворів (лазерне свердління) здійснюється стисненою плазмовою дугою, яка горить між анодом (металом, що підлягає розрізанню) і катодом плазмового пальника. Стабілізація і стискування струменевого каналу дуги, що підвищує її температуру, здійснюються соплом пальника і обдуванням дуги потоком плазмоутворюючого газу (Ar, N2, H2, NH4 чи їх суміші). Для інтенсифікації різання металів використовується хімічно активна плазма. Наприклад, при різанні повітряною плазмою O2, окислення металу, дає додатковий енергетичний внесок у процес різання. Плазмовою дугою ріжуть неіржавні і хромонікелеві сталі, Cu, Al та ін. метали і сплави, що не піддаються кисневому різанню. Висока продуктивність плазмового різання дозволяє застосовувати його в потокових безперервних виробничих процесах. Потужність установок сягає 150 кВт. Неелектропровідні матеріали (бетони, граніти, тонколистові органічні матеріали) також обробляють плазмовим струменем (дуга горить у соплі плазмового пальника між його електродами).
Плазмове напилення
Нанесення покриттів (напилення) здійснюється для захисту деталей, що працюють при високих температурах, в агресивних середовищах та зазнають інтенсивної механічної дії. Матеріал покриття (тугоплавкі метали, оксиди, карбіди, силіциди, бориди та ін.) вводять у вигляді порошку або дроту в плазмовий струмінь, в якому він плавиться, розпилюється, набуває швидкості ~ 100–200 м/с і у вигляді дрібних часток (20—100 мкм) наноситься на поверхню виробу. Плазмові покриття відрізняються зниженою теплопровідністю і добре протистоять термічним ударам. Потужність установок для напилення становить 5…30 кВт, максимальна продуктивність 5…10 кг напиленого матеріалу на годину. Розмір часток може регулюватися в межах від декількох мікрометрів до 1 мм. Дрібніші (ультрадисперсні) порошки з розмірами часток 10 нм і менше отримують випаровуванням вихідного матеріалу в плазмі з подальшою його конденсацією.
Плазмове наплавлення
Плазмове наплавлення металу можна реалізувати двома способами:
- струмінь газу захоплює і подає порошок на поверхню деталі;
- у плазмовий струмінь вводиться присадочний матеріал у вигляді дроту, прутка, стрічки.
Як плазмоутворюючий газ можна використовувати аргон, гелій, азот, кисень, водень і повітря. Найкращі результати наплавлення виходять з аргоном і гелієм.
Газ подається при тиску в 2…3 ат, утворюється електрична дуга із силою струму 400…500 А і напругою 120…160 В, іонізований газ досягає температури 10…18 тис. °C, а швидкість потоку — до 15 000 м/с. Катодом служить неплавкий вольфрамовий електрод.
Плазмове зварювання
Властивість плазмової дуги глибоко проникати в метал використовується для зварювання металів. Сприятлива форма ванни, що утворюється, дозволяє зварювати метал товщиною до 10…15 мм без спеціального оброблення кромок. Зварювання плазмовою дугою відрізняється високою продуктивністю і унаслідок великої стабільності горіння дуги, хорошою якістю. Малопотужна плазмова дуга при струмах 0,1…40 А є зручною для зварювання тонких листів (0,05 мм) при виготовленні мембран, сильфонів, теплообмінників з Ta, Ti, Мо, W, Al.
Плазмове буріння
Для плазмового буріння застосовують плазмотрони спеціальної конструкції — плазмо-бури. За їхньою допомогою створюють бурові свердловини і шпури, розширюють їх, видобувають і обробляють поштучний камінь, ріжуть бетон
Плазмове стругання
Плазмо-дуговим «струганням» (здуванням оплавленого металу струменем газу) і рафінуванням обробляють поверхневі шари металів і сплавів.
Плазмове активування поверхні
Плазмове активування — обробка поверхні плазмою (як правило, з невеликою кількістю кисню) для утворення вільних радикалів на оброблюваній поверхні з метою формування хімічно активного поверхневого шару. Застосовується з метою очищення і поліпшення властивостей поверхні для подальших технологічних операцій.
Див. також
Джерела
- Антосяк В. Г., Могорян Н. В. Электрофизические методы обработки материалов / Под ред. Н. К. Фатеева; Кишиневский политехнический институт им. Лазо — Кишинев: Штиинца, 1987. — 145 с.
- Справочник по электрохимическим и электрофизическим методам обработки / Г. Л. Амитан, И. Е. Байеупов, Ю. М. Барон и др.; Под общ. ред. В. А. Валосатого. — Л.: Машиностроение, 1988. — 719 с. —
- Хасуи А., Моригаки О. Наплавка и напыление. / Пер. с яп. В. Н. Попова; под ред. В. С. Степина, Н. Г. Шестеркина. — М.: Машиностроение, 1985. — 240 c.
- Квасницький В. В. Спеціальні способи зварювання: Навч. посібник. — Миколаїв: УДМТУ, 2003. — 437 с.
Посилання
- Плазмова обробка // Українська радянська енциклопедія : у 12 т. / гол. ред. М. П. Бажан ; редкол.: О. К. Антонов та ін. — 2-ге вид. — К. : Головна редакція УРЕ, 1974–1985.
| Цю статтю треба для відповідності Вікіпедії. (Листопад 2012) |
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Pla zmove obro blennya vid elektrofizichnogo obroblennya materialiv nizkotemperaturnoyu plazmoyu yaka generuyetsya dugovimi obroblennya plazmovoyu dugoyu abo visokochastotnimi obroblennya plazmovim strumenem plazmotronami Plazmove rizannya Vigotovlennya otvoriv plazmoyu plazmove sverdlinnya Plazmove napilennya u vakuumi Shema ustatkuvannya plazmovogo napilennya 1 Katod 2 Podavannya poroshkovogo materialu 3 Chastki poroshku 4 Rozplavleni chastki poroshku 5 Ob yekt napilennya 6 Pidkladka 7 Plazmoutvoryuyuchij gaz 8 Anod 9 Plazmova duga 10 Plazmovij strumin z chastkami poroshku Shema ustatkuvannya plazmovogo zvaryuvannya 1 Plazmoutvoryuyuchij gaz 2 Zahisna nasadka 3 Strumin 4 Elektrod 5 Nasadka zvuzhennya 6 Elektrichna duga Obladnannya plazmovoyi poverhnevoyi obrobki ochishennya Osnovni principiPlazmove obroblennya nabulo poshirennya unaslidok visokoyi za promislovimi standartami temperaturi plazmi 104 K velikogo diapazonu regulyuvannya potuzhnosti i mozhlivosti zoseredzhennya potoku plazmi na virobi sho obroblyayetsya Pri comu efekti plazmovoyi obrobki dosyagayutsya yak teplovoyu tak i mehanichnoyu diyeyu plazmi bombarduvannyam virobu chastkami plazmi sho ruhayetsya z duzhe visokoyu shvidkistyu tak zvanij shvidkisnij natisk plazmovogo potoku Pitoma potuzhnist sho peredayetsya poverhni materialu plazmovoyu dugoyu dosyagaye 105 106 Vt sm v razi vikoristannya plazmovogo strumenya vona stanovit 103 104 Vt sm V toj zhe chas teplovij potik yaksho ce neobhidno mozhlivo rozoserediti zabezpechuyuchi m yakij rivnomirnij nagriv poverhni sho vikoristovuyetsya pri naplavlenni chi nanesenni pokrittiv Vidi plazmovogo obroblennyaPri plazmovomu obroblenni zminyuyetsya forma rozmiri struktura obroblyuvanogo materialu abo stan jogo poverhni Plazmove obroblennya vklyuchaye rozdilove i poverhneve rizannya nanesennya pokrittiv naplavlennya zvaryuvannya rujnuvannya girskih porid plazmove burinnya aktivuvannya poverhni a takozh plazmovo dugove strugannya i rafinuvannya oplavlennya Plazmove rizannya Dokladnishe Plazmove rizannya Rizannya metaliv ta vigotovlennya otvoriv lazerne sverdlinnya zdijsnyuyetsya stisnenoyu plazmovoyu dugoyu yaka gorit mizh anodom metalom sho pidlyagaye rozrizannyu i katodom plazmovogo palnika Stabilizaciya i stiskuvannya strumenevogo kanalu dugi sho pidvishuye yiyi temperaturu zdijsnyuyutsya soplom palnika i obduvannyam dugi potokom plazmoutvoryuyuchogo gazu Ar N2 H2 NH4 chi yih sumishi Dlya intensifikaciyi rizannya metaliv vikoristovuyetsya himichno aktivna plazma Napriklad pri rizanni povitryanoyu plazmoyu O2 okislennya metalu daye dodatkovij energetichnij vnesok u proces rizannya Plazmovoyu dugoyu rizhut neirzhavni i hromonikelevi stali Cu Al ta in metali i splavi sho ne piddayutsya kisnevomu rizannyu Visoka produktivnist plazmovogo rizannya dozvolyaye zastosovuvati jogo v potokovih bezperervnih virobnichih procesah Potuzhnist ustanovok syagaye 150 kVt Neelektroprovidni materiali betoni graniti tonkolistovi organichni materiali takozh obroblyayut plazmovim strumenem duga gorit u sopli plazmovogo palnika mizh jogo elektrodami Plazmove napilennya Dokladnishe Plazmove napilennya Nanesennya pokrittiv napilennya zdijsnyuyetsya dlya zahistu detalej sho pracyuyut pri visokih temperaturah v agresivnih seredovishah ta zaznayut intensivnoyi mehanichnoyi diyi Material pokrittya tugoplavki metali oksidi karbidi silicidi boridi ta in vvodyat u viglyadi poroshku abo drotu v plazmovij strumin v yakomu vin plavitsya rozpilyuyetsya nabuvaye shvidkosti 100 200 m s i u viglyadi dribnih chastok 20 100 mkm nanositsya na poverhnyu virobu Plazmovi pokrittya vidriznyayutsya znizhenoyu teploprovidnistyu i dobre protistoyat termichnim udaram Potuzhnist ustanovok dlya napilennya stanovit 5 30 kVt maksimalna produktivnist 5 10 kg napilenogo materialu na godinu Rozmir chastok mozhe regulyuvatisya v mezhah vid dekilkoh mikrometriv do 1 mm Dribnishi ultradispersni poroshki z rozmirami chastok 10 nm i menshe otrimuyut viparovuvannyam vihidnogo materialu v plazmi z podalshoyu jogo kondensaciyeyu Plazmove naplavlennya Dokladnishe Plazmove naplavlennya Plazmove naplavlennya metalu mozhna realizuvati dvoma sposobami strumin gazu zahoplyuye i podaye poroshok na poverhnyu detali u plazmovij strumin vvoditsya prisadochnij material u viglyadi drotu prutka strichki Yak plazmoutvoryuyuchij gaz mozhna vikoristovuvati argon gelij azot kisen voden i povitrya Najkrashi rezultati naplavlennya vihodyat z argonom i geliyem Gaz podayetsya pri tisku v 2 3 at utvoryuyetsya elektrichna duga iz siloyu strumu 400 500 A i naprugoyu 120 160 V ionizovanij gaz dosyagaye temperaturi 10 18 tis C a shvidkist potoku do 15 000 m s Katodom sluzhit neplavkij volframovij elektrod Plazmove zvaryuvannya Dokladnishe Plazmove zvaryuvannya Vlastivist plazmovoyi dugi gliboko pronikati v metal vikoristovuyetsya dlya zvaryuvannya metaliv Spriyatliva forma vanni sho utvoryuyetsya dozvolyaye zvaryuvati metal tovshinoyu do 10 15 mm bez specialnogo obroblennya kromok Zvaryuvannya plazmovoyu dugoyu vidriznyayetsya visokoyu produktivnistyu i unaslidok velikoyi stabilnosti gorinnya dugi horoshoyu yakistyu Malopotuzhna plazmova duga pri strumah 0 1 40 A ye zruchnoyu dlya zvaryuvannya tonkih listiv 0 05 mm pri vigotovlenni membran silfoniv teploobminnikiv z Ta Ti Mo W Al Plazmove burinnya Dlya plazmovogo burinnya zastosovuyut plazmotroni specialnoyi konstrukciyi plazmo buri Za yihnoyu dopomogoyu stvoryuyut burovi sverdlovini i shpuri rozshiryuyut yih vidobuvayut i obroblyayut poshtuchnij kamin rizhut beton Plazmove strugannya Plazmo dugovim strugannyam zduvannyam oplavlenogo metalu strumenem gazu i rafinuvannyam obroblyayut poverhnevi shari metaliv i splaviv Plazmove aktivuvannya poverhni Dokladnishe Plazmove aktivuvannya Plazmove aktivuvannya obrobka poverhni plazmoyu yak pravilo z nevelikoyu kilkistyu kisnyu dlya utvorennya vilnih radikaliv na obroblyuvanij poverhni z metoyu formuvannya himichno aktivnogo poverhnevogo sharu Zastosovuyetsya z metoyu ochishennya i polipshennya vlastivostej poverhni dlya podalshih tehnologichnih operacij Div takozhElektroerozijna obrobkaDzherelaAntosyak V G Mogoryan N V Elektrofizicheskie metody obrabotki materialov Pod red N K Fateeva Kishinevskij politehnicheskij institut im Lazo Kishinev Shtiinca 1987 145 s Spravochnik po elektrohimicheskim i elektrofizicheskim metodam obrabotki G L Amitan I E Bajeupov Yu M Baron i dr Pod obsh red V A Valosatogo L Mashinostroenie 1988 719 s ISBN 5 217 00267 0 Hasui A Morigaki O Naplavka i napylenie Per s yap V N Popova pod red V S Stepina N G Shesterkina M Mashinostroenie 1985 240 c Kvasnickij V V Specialni sposobi zvaryuvannya Navch posibnik Mikolayiv UDMTU 2003 437 s PosilannyaPlazmova obrobka Ukrayinska radyanska enciklopediya u 12 t gol red M P Bazhan redkol O K Antonov ta in 2 ge vid K Golovna redakciya URE 1974 1985 Cyu stattyu treba vikifikuvati dlya vidpovidnosti standartam yakosti Vikipediyi Bud laska dopomozhit dodavannyam dorechnih vnutrishnih posilan abo vdoskonalennyam rozmitki statti Listopad 2012