Sipërfaqja e plazmës: pajisjet dhe teknologjia e procesit

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

Efikasiteti dhe problemet e sipërfaqes së plazmës janë jashtëzakonisht të mprehta për inxhinierët e materialeve. Falë kësaj teknologjie, është e mundur jo vetëm të rritet ndjeshëm jeta e shërbimit dhe besueshmëria e pjesëve dhe montimeve me ngarkesë të lartë, por edhe të restaurohen, me sa duket, produkte qind për qind të konsumuara dhe të shkatërruara.

Futja e sipërfaqes së plazmës në procesin teknologjik rrit ndjeshëm konkurrencën e produkteve inxhinierike. Procesi nuk është thelbësisht i ri dhe është përdorur për një kohë të gjatë. Por ajo vazhdimisht po përmirëson dhe zgjeron aftësitë e saj teknologjike.

Dispozitat e përgjithshme

Plazma është një gaz i jonizuar. Dihet me siguri se plazma mund të merret me metoda të ndryshme si rezultat i efekteve elektrike, termike ose mekanike në molekulat e gazit. Për formimin e tij, është e nevojshme të shkëputen elektronet e ngarkuara negativisht nga atomet pozitive.

Në disa burime mund të gjeniinformacion se plazma është gjendja e katërt e grumbullimit të materies së bashku me të ngurtë, të lëngët dhe të gaztë. Gazi i jonizuar ka një sërë veçorish të dobishme dhe përdoret në shumë degë të shkencës dhe teknologjisë: sipërfaqja plazmatike e metaleve dhe lidhjeve për të rivendosur dhe ngurtësuar produktet e ngarkuara rëndë që përjetojnë ngarkesa ciklike, nitrimi i jon-plazmës në një shkarkesë shkëlqimi për ngopjen e difuzionit. dhe forcim i sipërfaqeve të pjesëve, për zbatimin e proceseve kimike, turshi (përdoret në teknologjinë e prodhimit të elektronikës).

Përgatitja për punë

Para se të filloni të dilni në sipërfaqe, duhet të konfiguroni pajisjet. Në përputhje me të dhënat e referencës, është e nevojshme të zgjidhni dhe të vendosni këndin e saktë të pjerrësisë së grykës së djegies në sipërfaqen e produktit, të rreshtoni distancën nga fundi i djegësit në pjesën (duhet të jetë nga 5 në 8 milimetra) dhe futni telin (nëse materiali i telit është në sipërfaqe).

Nëse sipërfaqja do të kryhet nga luhatjet e grykës në drejtime tërthore, atëherë është e nevojshme të vendosni kokën në atë mënyrë që saldimi të jetë saktësisht në mes midis pikave ekstreme të amplitudave të luhatjes së kokë. Është gjithashtu e nevojshme të rregullohet mekanizmi që përcakton frekuencën dhe madhësinë e lëvizjeve osciluese të kokës.

Teknologjia e sipërfaqes së harkut plazmatik

Procesi i sipërfaqes është mjaft i thjeshtë dhe mund të kryhet me sukses nga çdo saldator me përvojë. Megjithatë, ai kërkoninterpretues i përqendrimit dhe vëmendjes maksimale. Përndryshe, ju lehtë mund ta prishni pjesën e punës.

Një shkarkim i fuqishëm hark përdoret për të jonizuar gazin e punës. Shkëputja e elektroneve negative nga atomet e ngarkuar pozitivisht kryhet për shkak të efektit termik të harkut elektrik në rrymën e përzierjes së gazit të punës. Megjithatë, në një sërë kushtesh, rrjedha është e mundur jo vetëm nën ndikimin e jonizimit termik, por edhe për shkak të ndikimit të një fushe të fuqishme elektrike.

Gazi furnizohet nën presion prej 20-25 atmosferash. Për jonizimin e tij, kërkohet një tension prej 120-160 volt me një rrymë prej rreth 500 amper. Jonet e ngarkuara pozitivisht kapen nga fusha magnetike dhe nxitojnë në katodë. Shpejtësia dhe energjia kinetike e grimcave elementare është aq e madhe saqë kur ato përplasen me metalin, ato janë në gjendje t'i japin atij një temperaturë të madhe - nga +10 … +18,000 gradë Celsius. Në këtë rast, jonet lëvizin me një shpejtësi deri në 15 kilometra në sekondë (!). Instalimi i sipërfaqes së plazmës është i pajisur me një pajisje të veçantë të quajtur "pishtar plazma". Është kjo nyje që është përgjegjëse për jonizimin e gazit dhe marrjen e një rrjedhe të drejtuar të grimcave elementare.

Fuqia e harkut duhet të jetë e tillë që të parandalojë shkrirjen e materialit bazë. Në të njëjtën kohë, temperatura e produktit duhet të jetë sa më e lartë që të jetë e mundur për të aktivizuar proceset e difuzionit. Kështu, temperatura duhet t'i afrohet vijës liquidus në diagramin hekur-çimentit.

Pluhur i imët i një përbërjeje të veçantë ose teli elektrodë futet në një rrymë plazme me temperaturë të lartë, në të cilën materialishkrihet. Në gjendje të lëngshme, sipërfaqja bie në sipërfaqen e ngurtësuar.

Spërkatje plazma

Për të zbatuar spërkatjen e plazmës, është e nevojshme të rritet ndjeshëm shpejtësia e rrjedhës së plazmës. Kjo mund të arrihet duke rregulluar tensionin dhe rrymën. Parametrat janë zgjedhur në mënyrë empirike.

Materialet për spërkatjen e plazmës janë metale zjarrduruese dhe përbërje kimike: tungsten, tantal, titan, boride, silicide, oksid magnezi dhe oksid alumini.

Përparësia e padiskutueshme e spërkatjes në krahasim me saldimin është aftësia për të marrë shtresat më të holla, në rendin e disa mikrometrave.

Kjo teknologji përdoret për forcimin e futjeve të karabit të zëvendësueshëm të torturës dhe bluarjes së prerjes, si dhe rubinetave, trapeve, kundërmbytetave, gërmuesve dhe mjeteve të tjera.

Marrja e një avioni të hapur të plazmës

Në këtë rast, vetë pjesa e punës vepron si një anodë, mbi të cilën materiali depozitohet nga plazma. E meta e dukshme e kësaj metode përpunimi është ngrohja e sipërfaqes dhe e gjithë vëllimit të pjesës, e cila mund të çojë në transformime strukturore dhe pasoja të padëshirueshme: zbutje, rritje të brishtësisë etj.

Avinë plazma e mbyllur

Në këtë rast, djegësi i gazit, më saktë, hunda e tij, vepron si një anodë. Kjo metodë përdoret për sipërfaqen e pluhurit të plazmës për të rivendosur dhe përmirësuar performancën e pjesëve dhenyjet e makinës. Kjo teknologji ka fituar një popullaritet të veçantë në fushën e inxhinierisë bujqësore.

Përparësitë e ngurtësimit të plazmës

Një nga avantazhet kryesore është përqendrimi i energjisë termike në një zonë të vogël, e cila redukton efektin e temperaturës në strukturën origjinale të materialit.

Procesi është i menaxhueshëm mirë. Nëse dëshironi, dhe me cilësimet e duhura të pajisjeve, shtresa e sipërfaqes mund të ndryshojë nga disa të dhjetat e milimetrit në dy milimetra. Mundësia e marrjes së një shtrese të kontrolluar është veçanërisht e rëndësishme për momentin, pasi lejon të rritet ndjeshëm efikasiteti ekonomik i përpunimit dhe të merren vetitë optimale (ngurtësia, rezistenca ndaj korrozionit, rezistenca ndaj konsumit dhe shumë të tjera) të sipërfaqeve të produkteve të çelikut.

Një tjetër avantazh jo më pak i rëndësishëm është aftësia për të kryer saldimin me plazmë dhe sipërfaqen e një larmie materialesh: bakri, bronzi, bronzi, metalet e çmuara, si dhe jometalet. Metodat tradicionale të saldimit nuk janë gjithmonë në gjendje ta bëjnë këtë.

Pajisje për ballafaqim të fortë

Instalimi për sipërfaqen me pluhur plazma përfshin një mbytje, oshilator, pishtar plazma dhe furnizime me energji elektrike. Gjithashtu, duhet të jetë i pajisur me një pajisje për futjen automatike të kokrrizave të pluhurit metalik në zonën e punës dhe një sistem ftohjeje me qarkullim të vazhdueshëm uji.

Burimet e energjisë për veshjen e fortë të plazmës duhet të plotësojnë kërkesa të rreptaqëndrueshmëri dhe besueshmëri. Transformatorët e saldimit bëjnë punën më të mirë me këtë rol.

Kur sipërfaqja e materialeve pluhur në një sipërfaqe metalike, përdoret i ashtuquajturi hark i kombinuar. Të dy avionët e hapur dhe të mbyllur të plazmës përdoren njëkohësisht. Duke rregulluar fuqinë e këtyre harqeve, është e mundur të ndryshohet thellësia e depërtimit të pjesës së punës. Në kushte optimale, shtrembërimi i produkteve nuk do të shfaqet. Kjo është e rëndësishme në prodhimin e pjesëve dhe montimeve të inxhinierisë precize.

Ushqyes material

Pluhuri metalik dozohet nga një pajisje speciale dhe futet në zonën e shkrirjes. Mekanizmi ose parimi i funksionimit të ushqyesit është si më poshtë: tehet e rotorit shtyjnë pluhurin në rrjedhën e gazit, grimcat nxehen dhe ngjiten në sipërfaqen e trajtuar. Pluhuri ushqehet përmes një gryke të veçantë. Gjithsej, tre grykë janë instaluar në djegësin e gazit: për furnizimin e plazmës, për furnizimin me pluhur pune dhe për gazin mbrojtës.

Nëse jeni duke përdorur tel, këshillohet të përdorni mekanizmin standard të ushqimit të një makine saldimi me hark në ujë.

Përgatitja e sipërfaqes

Sipërfaqja plazmatike dhe spërkatja e materialeve duhet të paraprihet nga një pastrim i plotë i sipërfaqes nga njollat e yndyrës dhe ndotësit e tjerë. Nëse gjatë saldimit konvencional lejohet të kryhet vetëm pastrim i përafërt, sipërfaqësor i nyjeve nga ndryshku dhe shkalla, atëherë kur punoni me plazmën e gazit, sipërfaqja e pjesës së punës duhet të jetë idealisht (për aq sa është e mundur) e pastër, pa përfshirje të huaja. Filmi më i hollë oksid është i aftëdobësojnë ndjeshëm ndërveprimin ngjitës midis pjesës së fortë dhe metalit bazë.

Për përgatitjen e sipërfaqes për sipërfaqe, rekomandohet heqja e një shtrese sipërfaqësore të parëndësishme metali duke përpunuar me prerje, e ndjekur nga degresimi. Nëse përmasat e pjesës lejojnë, rekomandohet larja dhe pastrimi i sipërfaqeve në një banjë me ultratinguj.

Karakteristika të rëndësishme të sipërfaqes metalike

Ka disa opsione dhe metoda për sipërfaqen e plazmës. Përdorimi i telit si material për sipërfaqe, rrit ndjeshëm produktivitetin e procesit në krahasim me pluhurat. Kjo për faktin se elektroda (tela) vepron si një anodë, e cila kontribuon në një ngrohje shumë më të shpejtë të materialit të depozituar, që do të thotë se ju lejon të rregulloni mënyrat e përpunimit lart.

Megjithatë, cilësia e veshjes dhe vetitë e ngjitjes janë qartësisht në anën e aditivëve pluhur. Përdorimi i grimcave të imta metalike bën të mundur marrjen e një shtrese uniforme të çdo trashësie në sipërfaqe.

Pluhur sipërfaqësor

Përdorimi i sipërfaqes me pluhur është i preferueshëm për sa i përket cilësisë së sipërfaqeve që rezultojnë dhe rezistencës ndaj konsumit, kështu që përzierjet pluhur po përdoren gjithnjë e më shumë në prodhim. Përbërja tradicionale e përzierjes së pluhurit është grimcat e kob altit dhe nikelit. Lidhja e këtyre metaleve ka veti të mira mekanike. Pas përpunimit me një përbërje të tillë, sipërfaqja e pjesës mbetet krejtësisht e lëmuar dhe nuk ka nevojë për përfundimin mekanik të saj dhe eliminimin e parregullsive. Pjesa e grimcave pluhur është vetëm disa mikrometra.