Was ist Plasmalichtbogenschweißen? - Teile und Funktion

Was ist Plasmalichtbogenschweißen?

Das Plasmalichtbogenschweißen (PAW) ist ein dem WIG-Schweißen sehr ähnliches Lichtbogenschweißverfahren, bei dem der Lichtbogen zwischen einer spitzen Wolframelektrode und dem Werkstück erzeugt wird. Durch Positionieren der Elektrode innerhalb des Brennerkörpers kann der Plasmalichtbogen jedoch von der Schutzgashülle getrennt werden. Plasma wird dann durch eine fein gebohrte Kupferdüse gepresst, die den Lichtbogen einschnürt.

Plasmaschweißen ist ein Verfahren, bei dem zwischen Elektrode und Grundwerkstoff ein Plasmalichtbogen gezündet und zum Schweißen verwendet wird. Es wird als nicht verbrauchbarer Elektrodentyp klassifiziert und verwendet wie das WIG-Schweißen einen Wolframstab als Elektrode. Der Unterschied besteht darin, dass eine Düse verwendet wird, um die Elektrode abzudecken, und ein Plasmagas, um zu verhindern, dass sich der Lichtbogen ausbreitet.

Die daraus resultierende hohe Wärmekonzentration ermöglicht Hochgeschwindigkeitsschweißen mit einer schmalen Raupe und weniger Verzug. Aufgrund seines stark gerichteten Lichtbogens eignet sich das Plasmaschweißen für Kehlnähte und kann Spritzer beseitigen.

Sein geringer Elektrodenverbrauch ermöglicht ein qualitativ hochwertiges Schweißen über einen langen Zeitraum. Obwohl die Schweißgeräte im Vergleich zu WIG-Schweißgeräten teuer sind, sind die laufenden Kosten gering. Dies ist eine der besten Methoden zum automatischen Schweißen.

Das Pilotgas (Inertgas) strömt durch den Brenner und wird durch die Hitze des Pilotlichtbogens ionisiert (Plasmaumwandlung). Das ionisierte Pilotgas bildet einen Plasmastrahl, tritt aus dem Düsenloch aus und fungiert als Leiter für den Lichtbogenstrom.

Dies verengt den Lichtbogen, um ihm eine hohe Energiedichte zu verleihen und aus dem Loch der Einsatzspitze herauszuschießen. Die Lichtbogenausbreitung ist auf etwa ein Viertel der beim WIG-Schweißen begrenzt, was zu einem Lichtbogen mit höherer Stromdichte führt.

Bohrungsdurchmesser

Durch Variieren des Bohrungsdurchmessers und der Plasmagasflussrate können drei Betriebsmodi erzeugt werden:

Mikroplasma:0,1 bis 15A

Der Mikroplasmalichtbogen kann mit sehr niedrigen Schweißströmen betrieben werden. Der Säulenbogen ist stabil, selbst wenn die Bogenlänge um bis zu 20 mm variiert wird.

Mittelstrom:15 bis 200 A

Bei höheren Strömen von 15 bis 200 A ähneln die Prozesseigenschaften des Plasmalichtbogens denen des WIG-Lichtbogens, aber da das Plasma eingeschnürt ist, ist der Lichtbogen steifer. Obwohl die Plasmagas-Durchflussrate erhöht werden kann, um die Schweißbadpenetration zu verbessern, besteht die Gefahr, dass Luft und Schutzgas durch übermäßige Turbulenzen im Schutzgas mitgerissen werden.

Schlüssellochplasma:über 100A4

Durch die Erhöhung des Schweißstroms und des Plasmagasflusses wird ein sehr starker Plasmastrahl erzeugt, der wie beim Laser- oder Elektronenstrahlschweißen ein vollständiges Eindringen in ein Material erreichen kann.

Während des Schweißens schneidet das Loch fortschreitend durch das Metall, wobei das geschmolzene Schweißbad hinterherfließt, um die Schweißraupe unter Oberflächenspannungskräften zu bilden. Dieses Verfahren kann verwendet werden, um dickeres Material (bis zu 10 mm Edelstahl) in einem Durchgang zu schweißen.

Konstruktion der Plasmalichtbogenschweißmaschine:

Das Setup für das Plasmalichtbogenschweißen besteht aus den folgenden Komponenten:

• Netzteil
• Plasmaschweißbrenner
• Wasserumwälzer
• Wolframelektrode
• Schutzgas
• Plasmagas
• Brennerzubehörsatz (Spitzen, Keramik, Spannzangen, Elektrodeneinstellungslehren)
• Füllmaterial

Lassen Sie mich Ihnen einen kurzen Überblick über jede Komponente geben.

1. Stromversorgung:

Das Plasmalichtbogenschweißverfahren benötigte eine Hochleistungs-Gleichstromversorgung, um den elektrischen Funken zwischen der Wolframelektrode und den Schweißplatten zu erzeugen

Dieses Schweißen kann bei niedrigen 2 Ampere schweißen und der maximale Strom, den es verarbeiten kann, beträgt etwa 300 Ampere. Es benötigt ungefähr 80 Volt für eine ordnungsgemäße Funktion.

Die Stromquelle besteht aus einem Transformator, einem Gleichrichter und einer Steuerkonsole.

2. Plasmaschweißbrenner:

Dies ist der wichtigste Teil des Plasmaschweißprozesses.

Dieser Brenner ist dem beim WIG-Schweißen verwendeten sehr ähnlich.

PAW-Brenner sind wassergekühlt, da der Lichtbogen im Inneren des Brenners enthalten ist, der eine hohe Hitze erzeugt, sodass außerhalb des Brenners ein Wassermantel vorgesehen ist.

3. Wasserumwälzer:

Dieser Mechanismus wird verwendet, um den Schweißbrenner durch den kontinuierlichen Wasserfluss außerhalb des Schweißbrenners zu kühlen.

4. Wolframelektrode:

In dieser Maschine verwenden wir eine nicht verbrauchbare Wolframelektrode. Wie wir wissen, kann Wolfram sehr hohen Temperaturen standhalten.

5. Schutzgas:

Bei diesem Schweißverfahren verwenden wir zwei Edelgase. Wir müssen einen niedrigen Druck aufrechterhalten, um Turbulenzen während des Schweißens zu vermeiden, da dieser Niederdruck-Gas-Schweißschild wöchentlich gebildet wird. Deshalb müssen wir ein weiteres Inertgas durch den äußeren Teil der Schweißkraft mit einer hohen Durchflussrate laden, um dies zu erreichen der Schweißschild nachhaltig.

Die in diesem Prozess verwendeten Inertgase können je nach Bedarf Helium, Argon und auch Wasserstoff sein, und es hängt ganz von der Temperatur ab.

6. Plasmagas:

Es ist ein ionisiertes heißes Gas, das aus nahezu der gleichen Anzahl von Elektronen und Ionen besteht. Es hat genügend Energie, um Elektronen aus Molekülen, Atomen und Elektronen zu befreien und zu synchronisieren.

Es ist die Hauptenergiequelle dieses Schweißens.

7. Taschenlampen-Zubehörsatz:

Diese Kits dienen zur Leistungserweiterung des Schweißbrenners.

8. Füllmaterial:

Beim Plasmaschweißen wird kein Zusatzwerkstoff verwendet. Wenn das Zusatzmaterial verwendet wird, wird es direkt in die Schweißzone zugeführt.

Wie funktioniert Plasmaschweißen?

Ein Plasma ist ein Gas, das auf eine extrem hohe Temperatur erhitzt und ionisiert wird, sodass es elektrisch leitfähig wird. Ähnlich wie WIG (WIG) wird beim Plasmalichtbogenschweißen dieses Plasma verwendet, um einen Lichtbogen auf ein Werkstück zu übertragen. Das zu schweißende Metall wird durch die intensive Hitze des Lichtbogens geschmolzen und verschmilzt miteinander.

Bei dem Plasmaschweißbrenner befindet sich eine Wolframelektrode innerhalb einer Kupferdüse mit einer kleinen Öffnung an der Spitze. Zwischen Brennerelektrode und Düsenspitze wird ein Pilotlichtbogen gezündet. Dieser Lichtbogen wird dann auf das zu schweißende Metall übertragen.

Indem das Plasmagas und der Lichtbogen durch eine verengte Öffnung gepresst werden, liefert der Brenner eine hohe Wärmekonzentration auf eine kleine Fläche. Mit Hochleistungs-Schweißgeräten erzeugt das Plasmaverfahren außergewöhnlich hochwertige Schweißnähte.

Plasmagase sind normalerweise Argon. Der Brenner verwendet auch ein Sekundärgas, Argon, Argon/Wasserstoff oder Helium, das dabei hilft, die geschmolzene Schweißpfütze abzuschirmen und so die Oxidation der Schweißnaht zu minimieren.

Vorteile des Plasmalichtbogenschweißens

Die Vorteile des Plasmalichtbogenschweißens sind folgende:

• Das Brennerdesign ermöglicht eine bessere Kontrolle des Lichtbogens.
• Diese Methode bietet mehr Freiheit bei der Beobachtung und Kontrolle der Schweißnaht.
• Je höher die Wärmekonzentration und der Plasmastrahl, desto schneller die Reisegeschwindigkeit.
• Die hohe Temperatur und die hohe Wärmekonzentration von Plasma ermöglichen den Schlüssellocheffekt.
• Dies sorgt für eine vollständige Durchdringung mit dem Schweißen vieler Verbindungen in einem Durchgang.
• Die Wärmeeinflusszone ist im Vergleich zum GTAW (Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen) kleiner.
• Es verbraucht im Vergleich zu anderen Schweißverfahren weniger Stromaufnahme.

Nachteile des Plasmalichtbogenschweißens:

Die Nachteile des Plasmalichtbogenschweißens sind:

• Erzeugt im Vergleich zu LBW und EBW breitere Schweißnähte und Wärmeeinflusszonen.
• Plasmaschweißgeräte sind sehr kostspielig. Daher hat es höhere Startkosten.
• Das Plasmaschweißen erfordert Schulung und Spezialisierung.
• Erzeugt ultraviolette und infrarote Strahlung.
• Die Methode erzeugt ein höheres Rauschen in der Größenordnung von etwa 100 dB.
• Der Brenner ist sperrig und daher ist manuelles Schweißen etwas schwierig und erfordert wie erwähnt eine Schulung.

Anwendungen des Plasmalichtbogenschweißens:

Die Anwendung des Plasmalichtbogenschweißens ist:

• Dieses Schweißen wird in der Schifffahrts- und Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet.
• Hiermit werden Rohre aus Edelstahl oder Titan geschweißt.
• Es wird hauptsächlich in der Elektronikindustrie verwendet.
• Dies wird auch zur Reparatur von Werkzeugen, Gesenken und Formen verwendet.
• Dies wird zum Schweißen oder Beschichten einer Turbinenschaufel verwendet.

Hier dreht sich also alles um die Bearbeitung des Plasmalichtbogenschweißens. Ich hoffe, Ihnen hat dieser Artikel gefallen. Ich habe auch Artikel über einige andere Schweißverfahren geschrieben, um diese ebenfalls zu überprüfen. Und vergessen Sie außerdem nicht, den Artikel auf Ihrer bevorzugten sozialen Plattform zu teilen.

Video zum Plasmaschweißen