Përpunimi plazmatik i materialeve

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-17 10:40

Futja e përpunimit të plazmës në industri shënoi një përparim teknologjik dhe një kalim në një nivel cilësisht të ri prodhimi. Shtrirja e vetive të dobishme të plazmës është shumë e gjerë. Para së gjithash, ky është prodhimi i pajisjeve elektronike dhe pajisjeve gjysmëpërçuese. Pa gravurë kimike plazmatike, kompjuterët personalë modernë me performancë të lartë vështirë se do ta shihnin dritën. Por kjo nuk është e gjitha.

Përpunimi i jon-plazmës përdoret gjithashtu në optikë dhe inxhinieri mekanike për lustrimin e produkteve, aplikimin e veshjeve mbrojtëse, ngopjen me difuzion të sipërfaqes së metaleve dhe lidhjeve, si dhe për saldimin dhe prerjen e fletëve të çelikut. Në këtë punim, fokusi është në teknologjitë e saldimit dhe prerjes duke përdorur plazmën.

Dispozitat e përgjithshme

Nga mësimet e fizikës në shkollë të gjithë e dinë se materia mund të ekzistojë në katër gjendje: e ngurtë, e lëngët, e gaztë dhe plazma. Shumica e pyetjeve lindin kur përpiqemi të përfaqësojmë gjendjen e fundit. Por në fakt, gjithçka nuk është aq e vështirë. Plazma është gjithashtu një gaz, vetëm molekulat e saj janë, siç thonë ata, jonizuese (d.m.th., të ndara nga elektronet). Kjo gjendje mund të arrihetnë shumë mënyra: si rezultat i ekspozimit ndaj temperaturave të larta, si dhe si rezultat i bombardimit elektronik të atomeve të gazit në vakum.

Një plazmë e tillë quhet temperaturë e ulët. Kjo fizikë e procesit përdoret në zbatimin e depozitimit të plazmës (gdhendje, ngopje) në vakum. Duke vendosur grimcat e plazmës në një fushë magnetike, atyre mund t'u jepet lëvizje e drejtuar. Siç ka treguar praktika, një përpunim i tillë është më efektiv në një sërë parametrash të operacioneve klasike në teknologjinë e inxhinierisë mekanike (ngopja në media pluhuri, prerja me flakë, derdhja me një paste të bazuar në oksid kromi etj.).

Llojet e trajtimit të plazmës

Aktualisht, plazma përdoret në mënyrë aktive pothuajse në të gjitha industritë dhe ekonominë kombëtare: mjekësi, inxhinieri, instrumente, ndërtim, shkencë, e kështu me radhë.

Pioner në aplikimin e teknologjisë plazmatike ishte instrumentimi. Zbatimi industrial i përpunimit të plazmës filloi me përdorimin e vetive të gazit të jonizuar për të spërkatur të gjitha llojet e materialeve dhe për t'i aplikuar ato në veshjet, si dhe për të gravuar kanalet për të marrë mikroqarqe. Në varësi të disa veçorive të pajisjes së instalimeve teknologjike, dallohen gravurat kimike plazmatike, gravurat jonike dhe rrezet jonike.

Zhvillimi i plazmës është një kontribut tepër i vlefshëm për zhvillimin e teknologjisë dhe përmirësimin, pa ekzagjerim, të cilësisë së jetës së mbarë njerëzimit. Me kaliminkohë, fusha e aplikimit të joneve të gazit është zgjeruar. Dhe sot, përpunimi i plazmës (në një formë ose në një tjetër) përdoret për të krijuar materiale me veti të veçanta (rezistenca ndaj nxehtësisë, fortësia e sipërfaqes, rezistenca ndaj korrozionit, etj.), për prerje efektive të metaleve, për saldim, për lustrimin e sipërfaqeve dhe eliminimin e mikrovrazhdësisë.

Kjo listë nuk kufizohet në përdorimin e teknologjive të bazuara në efektin e plazmës në sipërfaqen e trajtuar. Aktualisht, mjetet dhe metodat e spërkatjes së plazmës janë duke u zhvilluar në mënyrë aktive duke përdorur materiale të ndryshme dhe mënyra përpunimi për të arritur vetitë maksimale mekanike dhe fizike.

Esenca e saldimit me plazmë

Ndryshe nga instalimet e ngopjes dhe spërkatjes me jon-plazmë, në këtë rast, trajtimi i plazmës kryhet duke përdorur plazmë me temperaturë të lartë. Efikasiteti i kësaj metode është më i lartë se kur përdoren metodat tradicionale të saldimit (saldimi me flakë, hark elektrik, saldim me hark në ujë, etj.). Si një përzierje e gazit të punës, si rregull, përdoret ajri i zakonshëm atmosferik nën presion. Kështu, kjo teknikë karakterizohet nga mungesa e kostove për gazet e konsumueshme.

Përparësitë e saldimit me plazmë

Krahasuar me saldimin tradicional, përdorimi i një makinerie saldimi plazma është më i sigurt. Arsyeja është mjaft e qartë - përdorimi i oksigjenit atmosferik nën presion si gaz funksionues. Aktualisht, sigurisë në prodhim i kushtohet vëmendje shumë e madhe nga pronarëtbizneset, drejtuesit dhe rregullatorët.

Një avantazh tjetër shumë i rëndësishëm është cilësia e lartë e saldimit (ulja minimale, mungesa e depërtimit dhe defekte të tjera). Megjithëse, për të mësuar se si të përdorni me mjeshtëri një makinë saldimi plazma, nevojiten shumë muaj praktikë. Vetëm në këtë rast, saldimi dhe nyjet në tërësi do të përmbushin standardet e larta.

Kjo teknologji ka një sërë avantazhesh të tjera. Midis tyre: shpejtësia e lartë e procesit të saldimit (produktiviteti rritet), konsumi i ulët i burimeve të energjisë (energjia elektrike), saktësia e lartë e lidhjes, pa deformime dhe deformime.

Pajisje për prerjen e plazmës

Vetë procesi është shumë i ndjeshëm ndaj burimeve aktuale të përdorura. Prandaj, lejohet të përdoren vetëm transformatorë me cilësi shumë të lartë dhe të besueshëm që demonstrojnë qëndrueshmërinë e tensionit të daljes. Transformatorët e rënies përdoren për të kthyer tensionin e lartë të hyrjes në tension të ulët të daljes. Kostoja e pajisjeve të tilla është disa herë më pak se kostoja e konvertuesve tradicionalë për saldimin me hark elektrik. Ato janë gjithashtu më ekonomike.

Pajisja e prerjes me plazmë është e lehtë për t'u përdorur. Prandaj, nëse keni të paktën përvojë dhe aftësi minimale, mund t'i kryeni vetë të gjitha punët e saldimit.

Teknologjia e saldimit me plazmë

Në varësi të tensionit të furnizimit, saldimi me plazmë ndahet në saldim mikro, saldimi nërrymë e mesme dhe e lartë. Vetë procesi bazohet në veprimin e një rrjedhe të drejtuar të plazmës me temperaturë të lartë në një elektron dhe në sipërfaqet që do të saldohen. Elektroda shkrihet, duke rezultuar në një bashkim saldimi të përhershëm.

Prerje plazme

Prerja e plazmës është një proces në të cilin një metal pritet në pjesët përbërëse të tij nga një rrymë e drejtuar plazme me temperaturë të lartë. Kjo teknologji siguron një linjë të prerë të përkryer. Pas prerësit të plazmës, nevoja për përpunim shtesë të konturit të produkteve (qoftë materiale fletësh ose produkte tubash) eliminohet.

Procesi mund të kryhet si me një prerës manual, ashtu edhe me një makinë prerëse plazma për prerjen e fletëve të çelikut. Plazma formohet kur një hark elektrik aplikohet në rrjedhën e gazit të punës. Si rezultat i ngrohjes së konsiderueshme lokale, ndodh jonizimi (ndarja e elektroneve të ngarkuar negativisht nga atomet e ngarkuar pozitivisht).

Aplikacione për prerjen e plazmës

Ravioni i plazmës me temperaturë të lartë ka një energji shumë të lartë. Temperatura e tij është aq e lartë sa që fjalë për fjalë avullon shumë metale dhe lidhje me lehtësi. Kjo teknologji përdoret kryesisht për prerjen e fletëve të çelikut, fletëve të aluminit, bronzit, bronzit dhe madje edhe titanit. Për më tepër, trashësia e fletës mund të jetë shumë e ndryshme. Kjo nuk do të ndikojë në cilësinë e vijës së prerjes - ajo do të jetë krejtësisht e lëmuar dhe e barabartë, pa vija.

Megjithatë, duhet theksuar se për të marrë cilësi të lartë dhe madjeprerë kur punoni me materiale me mure të trasha, duhet të përdorni një makinë prerëse plazma. Fuqia e një pishtari në dorë nuk do të jetë e mjaftueshme për të prerë metalin me një trashësi prej 5 deri në 30 milimetra.

Prerje me gaz apo prerje plazme?

Çfarë lloji prerjeje dhe prerjeje metali duhet të preferohet? Cila është më e mirë: prerja e karburantit me oksigjen apo teknologjia e prerjes së plazmës? Opsioni i dytë është ndoshta më i gjithanshëm, pasi është i përshtatshëm për pothuajse çdo material (madje edhe ata të prirur ndaj oksidimit në temperatura të ngritura). Për më tepër, prerja e plazmës kryhet duke përdorur ajër të zakonshëm atmosferik, që do të thotë se nuk kërkon blerjen e materialeve harxhuese të shtrenjta. Dhe linja e prerjes është krejtësisht e barabartë dhe nuk kërkon përsosje. E gjithë kjo në kombinim ul ndjeshëm koston e produktit dhe i bën produktet më konkurruese.

Materiale prerëse plazma

Duhet të merret parasysh fakti që trashësia maksimale e lejuar e metalit ose aliazhit të përpunuar varet nga vetë materiali ose nga grada e tij. Bazuar në përvojën shumëvjeçare të prodhimit dhe përvojën e kërkimit laboratorik, ekspertët japin rekomandimet e mëposhtme për trashësinë e materialeve të përpunuara: gize - jo më shumë se nëntë centimetra, çeliku (pavarësisht nga përbërja kimike dhe prania e elementeve aliazh) - jo më shumë se pesë centimetra, bakri dhe lidhjet e bazuara në të - jo më shumë se tetë centimetra, alumini dhe lidhjet e tij - jo më shumë se 12 centimetra.

Të gjitha vlerat e listuara janë tipike për manualepërpunimit. Një shembull i një njësie të tillë të prodhuar në vend është aparati i plazmës Gorynych. Është shumë më lirë se analogët e huaj, ndërsa nuk është aspak inferior, dhe ndoshta edhe më i lartë se ata në cilësi. Në treg paraqitet një gamë e gjerë pajisjesh nga ky prodhues, të cilat janë krijuar për të kryer punë të ndryshme (saldim shtëpiak, prerje dhe saldim të metaleve me trashësi të ndryshme, përfshirëse). Fletët më të trasha mund të përpunohen vetëm në makina me fuqi të lartë.

Metodat ekzistuese të prerjes së plazmës

Të gjitha metodat ekzistuese të prerjes plazmatike mund të ndahen në jet dhe hark. Për më tepër, nuk ka fare rëndësi nëse përdoret një prerës dore apo një makinë prerëse dhe prerëse plazma CNC. Në rastin e parë, të gjitha kushtet e nevojshme për jonizimin e gazit zbatohen në vetë prerësin. Një pajisje e tillë mund të përpunojë pothuajse çdo material (metale dhe jometale). Në rastin e dytë, materiali që përpunohet duhet të ketë përçueshmëri elektrike (në të kundërtën, nuk do të ketë hark elektrik dhe do të ndodhë jonizimi i gazit).

Përveç ndryshimeve në mënyrën e formimit të plazmës, përpunimi i plazmës mund të klasifikohet edhe sipas veçorive teknologjike të prerjes në të thjeshta (pa përdorimin e substancave ndihmëse), përpunimi me ujë dhe përpunimi në një mjedis mbrojtës me gaz.. Dy metodat e fundit ju lejojnë të rrisni ndjeshëm shpejtësinë e prerjes dhe në të njëjtën kohë të mos keni frikë nga oksidimi i metaleve.