Электрогазосварка. Электросварка. Газосварка

§ 48. Сущность процесса и области применения газоэлектрической резки

В последние годы широкое распространение получили способы газоэлектрической резки — воздушно-дуговая, плазменно-дуговая и плазменная. Они применяются для резки многих металлов и сплавов.

Принцип газоэлектрической резки заключается в использовании подогревающего действия электрической дуги, которая горит между электродом и разрезаемым изделием. При газоэлектрической резке используют низкотемпературную плазму. Низкотемпературную плазму получают обычно в электрической дуге, поэтому ее называют также дуговой или газоразрядной плазмой.

Источником тепловой энергии во всех способах электрической резки служит электрический дуговой разряд, происходящий в газовом промежутке между металлическими или угольными электродами и характеризующийся высокой плотностью тока и относительно низким напряжением.

Температура газа, заполняющего столб дуги, составляет 4000—5000° С. Газ содержит большое количество положительно и отрицательно заряженных частиц, соотношение которых таково, что общий заряд их равен нулю, такой газ принято называть низкотемпературной плазмой. Под действием напряжения, которое подается на электроды от источника тока, заряженные частицы в столбе дуги с большой скоростью устремляются к электродам, электрический заряд которых противоположен по знаку заряду частиц. Наряду с процессом ионизации газовых частиц в столбе дуги непрерывно происходит слияние ионов с электронами — рекомбинация.

Столб электрической дуги является мощным источником тепловой энергии. Передача тепловой энергии от столба дуги происходит за счет теплопроводности окружающего газа.

Интенсивное плазмообразование достигается продуванием через столб дуги неионизированого газа. Дуговой разряд, используя энергию источника тока, нагревает газ, ионизирует его и превращает в плазму. Дуговой разряд возбуждается в узких выходных каналах плазменных головок — плазмотронах.

В сварочной технике используются две схемы плазмообразования. Первая схема соответствует сварочной дуге прямого действия, возбуждаемой между электродом и обрабатываемым изделием. В этом случае изделие является токоведущим электродом. По второй схеме дуга возбуждается между независимыми электродами (дуга косвенного действия), а обрабатываемое изделие в электрическую цепь не включено.

Сжатую дугу, полученную по первой схеме, принято называть плазменной дугой, а по второй схеме — плазменной струей.

Плазменно-дуговая резка заключается в проплавлении металла плазменной дугой по линии реза и удаления расплавленного металла струей плазмы, образующейся в дуге.

Плазменная дуга применяется для разделительной и поверхностной резки металлов. При поверхностной резке режущий плазмотрон устанавливают под острым углом к обрабатываемому изделию.

Питание плазменной дуги можно осуществлять как постоянным, так и переменным током. Современные режущие плазмотроны работают на постоянном токе прямой полярности. Плазменно-дуговую резку применяют для металлов, которые нельзя разрезать другими способами резки, например, для резки высоколегированных сталей, алюминия, меди, латуни, бронзы и их сплавов.

вверх страницы