Was ist Plasmalichtbogenschweißen? - Teile und Funktion

Was ist Plasmaschweißen?

Das Plasmalichtbogenschweißen (PAW) ist ein Lichtbogenschweißverfahren, das dem WIG-Schweißen sehr ähnlich ist, da der Lichtbogen zwischen einer spitzen Wolframelektrode und dem Werkstück entsteht. 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.

Der Hauptunterschied zum GTAW besteht darin, dass beim PAW die Elektrode im Brennerkörper positioniert ist, sodass der Plasmalichtbogen von der Schutzgashülle getrennt ist. Das Plasma wird dann durch eine fein gebohrte Kupferdüse gepresst, die den Lichtbogen einschnürt, und das Plasma tritt mit hohen Geschwindigkeiten (annähernd Schallgeschwindigkeit) und einer Temperatur von annähernd 28.000 °C (50.000 °F) oder höher aus der Öffnung aus.

Lichtbogenplasma ist ein vorübergehender Zustand eines Gases. Das Gas wird durch elektrischen Strom ionisiert und wird zu einem elektrischen Leiter. In einem ionisierten Zustand werden Atome in Elektronen (−) und Kationen (+) zerlegt und das System enthält eine Mischung aus Ionen, Elektronen und hoch angeregten Atomen.

Der Ionisationsgrad kann zwischen 1 % und größer 100 % liegen (mit zwei- und dreifachem Ionisationsgrad möglich). Solche Zustände existieren, wenn mehr Elektronen aus ihren Bahnen gezogen werden.

Die Energie des Plasmastrahls und somit die Temperatur hängt von der elektrischen Leistung ab, die zur Erzeugung von Lichtbogenplasma verwendet wird. Ein typischer Temperaturwert, der in einem Plasmastrahlbrenner erhalten wird, liegt in der Größenordnung von 28000 °C (50000 °F), verglichen mit etwa 5500 °C (10000 °F) in einem gewöhnlichen elektrischen Schweißlichtbogen. Alle Schweißlichtbögen sind (teilweise ionisierte) Plasmen, aber der beim Plasmalichtbogenschweißen ist ein eingeschnürtes Lichtbogenplasma.

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 Schweißbaddurchdringung 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 Arc Welding) 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

Häufig gestellte Fragen.

Was ist Plasmaschweißen?

Das Plasmalichtbogenschweißen (PAW) ist ein Lichtbogenschweißverfahren ähnlich dem Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen (GTAW). Der Lichtbogen entsteht zwischen einer Elektrode (meist, aber nicht immer aus gesintertem Wolfram) und dem Werkstück. Der Hauptunterschied zum GTAW besteht darin, dass beim PAW die Elektrode innerhalb des Brennerkörpers positioniert ist, sodass der Plasmalichtbogen von der Schutzgashülle getrennt ist.

Das Plasma wird dann durch eine fein gebohrte Kupferdüse gepresst, die den Lichtbogen einschnürt, und das Plasma tritt mit hohen Geschwindigkeiten (annähernd Schallgeschwindigkeit) und einer Temperatur von annähernd 28.000 °C (50.000 °F) oder höher aus der Öffnung aus.

Wofür wird Plasmaschweißen verwendet?

Plasmaschweißen wird verwendet, um sowohl Schlüsselloch- als auch Nicht-Schlüsselloch-Schweißnähte herzustellen. Herstellen einer Nicht-Schlüsselloch-Schweißnaht:Das Verfahren kann Nicht-Schlüsselloch-Schweißnähte an Werkstücken mit einer Dicke von 2,4 mm und darunter herstellen.

Was ist ein Plasmalichtbogenschweißverfahren?

Das Plasmalichtbogenschweißen (PAW) ist ein dem WIG-Schweißen sehr ähnliches Lichtbogenschweißverfahren, da der Lichtbogen zwischen einer spitzen Wolframelektrode und dem Werkstück entsteht. Durch Positionierung der Elektrode innerhalb des Brennerkörpers kann der Plasmalichtbogen jedoch von der Schutzgashülle getrennt werden.

Welche Arten des Plasmalichtbogenschweißens gibt es?

Es gibt zwei Arten von Plasma Arc Machining (PAM)-Systemen als PAM-System mit übertragenem Lichtbogen und PAM-System mit nicht übertragenem Lichtbogen. Beim PAM-System mit übertragenem Lichtbogen wird der Plasmalichtbogen zwischen Elektrode und Werkstück übertragen.

Was ist der einzige Unterschied zwischen Plasmalichtbogenschweißen?

Die Brennerkonstruktion ist der einzige Unterschied zwischen dem Plasmalichtbogenschweißen und dem WIG-Schweißen. Sowohl WIG als auch PAW verwenden Wolframelektroden.

Kann ich mit einem Plasmaschneider schweißen?

Mit dem richtigen Brennerdesign kann eine Stickstoff-Wasser-Injektion, die billiger als andere Gase ist, beim Plasmaschneiden von Aluminium und rostfreiem Material für das anschließende Schweißen gut funktionieren. Das Verfahren beinhaltet eine von Stickstoff umgebene Elektrode, die durch einen Lichtbogen erhitzt wird, um das Plasma zu bilden.

Was ist der Unterschied zwischen Plasmaschweißen und WIG-Schweißen?

Beim WIG-Schweißen wird der Lichtbogen durch eine Elektrode (Wolfram) gebildet und in einer Schutzgasabdeckung aufrechterhalten. Es ist für filigrane Arbeiten an dünnen Materialien. Beim Plasmalichtbogenschweißen wird die Elektrode in den Brenner eingesetzt und der Lichtbogen mit Gas durchströmt.

Welche Arten des Plasmaschweißens gibt es?

Drei Hauptarten des Plasmaschweißens

• Mikroplasmaschweißen, bei dem der Strom zwischen 0,02 und 15 Ampere liegt.
• Plasmaschweißen im „Melt-In-Verfahren“, bei dem wie beim WIG-Verfahren geschweißt wird. Die Stromstärke liegt zwischen 15 und 100 Ampere.
• Plasmaschweißen im „Schlüssellochverfahren“.

In welchen Branchen wird Plasmaschweißen eingesetzt?

5 perfekte Plasmaschweißanwendungen

• Herstellung von Stahlrohren . In der Automobilindustrie sind Stahlrohre ein wesentlicher Bestandteil des Abgassystems.
• Schweißen von kleinen Metallkomponenten
• Am besten für Po-Gelenke.
• Schweißen dünner elektronischer Chips.
• Herstellung medizinischer Geräte.

Welche Elektrode wird beim Plasmalichtbogenschweißen verwendet?

Die für den Plasmaprozess verwendete Elektrode ist Wolfram-2% Thoria und die Plasmadüse ist Kupfer.

Wer hat das Plasmaschweißen erfunden?

Das Plasmalichtbogenschweißen (PAW) wurde 1953 von Robert M. Gage im Labor von Linde/Union Carbide in Buffalo, NY, erfunden und patentiert. Bis zur Markteinführung der Geräte im Jahr 1964 vergingen etwa 10 Jahre Entwicklungszeit und mehrere nachfolgende Patente.

Wie schneidet Plasma?

Plasmaschneiden (Plasmaschneiden) ist ein Schmelzverfahren, bei dem ein Strahl aus ionisiertem Gas bei Temperaturen über 20.000 °C verwendet wird, um Material aus dem Schnitt zu schmelzen und auszutreiben. Dabei wird zwischen einer Elektrode (Kathode) und dem Werkstück (Anode) ein Lichtbogen gezündet.

Ist MIG-Schweißen Lichtbogenschweißen?

Das Metall-Inertgas-Schweißen (MIG) ist ein Lichtbogenschweißverfahren, bei dem eine durchgehende Massivdrahtelektrode erhitzt und von einer Schweißpistole in das Schweißbad eingeführt wird. Die beiden Grundmaterialien werden zusammengeschmolzen und bilden eine Verbindung.

Was sind die Vorteile des Plasmaschweißens gegenüber dem WIG-Schweißen?

Vorteile des Plasmalichtbogenschweißens:

• Das Brennerdesign ermöglicht eine bessere Kontrolle des Lichtbogens.
• Diese Methode bietet mehr Freiheit bei der Beobachtung und Kontrolle der Schweißnaht.
• Die höhere Wärmekonzentration und der Plasmastrahl ermöglichen schnellere Fahrgeschwindigkeiten.
• Die hohe Temperatur und die hohe Wärmekonzentration des Plasmas ermöglichen einen Schlüssellocheffekt.

Was ist Schweißgeschwindigkeit?

Die Fahrgeschwindigkeit ist einfach die Geschwindigkeit, mit der der Schweißbrenner oder die Pistole über das Werkstück bewegt wird, gemessen in Millimetern pro Minute. Neben Spannung und Stromstärke ist die Verfahrgeschwindigkeit eine der drei Variablen beim Lichtbogenschweißen, die die Menge des Wärmeeintrags bestimmt.

Kann man Aluminium plasmaschweißen?

Das Plasmaschneiden von Aluminium kann perfekte Schweißnähte erzeugen. Durch die Verwendung eines solchen Schneidwerkzeugs können Sie die Metalloberfläche außerhalb des Schweißbereichs mäßig kühl halten. Außerdem hilft es, Verformungen oder Lackschäden zu vermeiden, die normalerweise mit Brennschneidern einhergehen. Plasmaschneider schweißen Aluminiumwerkstücke genau und schnell zusammen.

Ist ein Plasmaschneider besser als eine Taschenlampe?

Plasma erfordert kein Vorheizen des Metalls vor dem Schneiden, was Zeit spart, und Plasmaschneider übertreffen auch Autogenbrenner beim Schneiden von gestapelten Metallen. Auf dünneren Metallen können mit Plasma höhere Geschwindigkeiten erreicht werden, mit minimaler oder keiner Metallverzerrung.

Können Sie Wolframkarbid plasmaschneiden?

Es ist gesintertes Wolframkarbid, das geformt, nicht geschmolzen oder geschmiedet wird. Für bestimmte Lager sind Bleche erhältlich, die jedoch nicht mit Plasma geschnitten werden können. Normalerweise sind Hartmetallwerkzeuge Vollhartmetall oder gelötete Hartmetallspitzen oder Hartmetalleinsätze in Werkzeugen, die aus hochfestem Stahl geschmiedet und bearbeitet werden.

Welches Gas eignet sich zum Schweißen von Edelstahl-Nickel-Legierungen durch Plasmalichtbogenschweißen?

Argon oder Argon-Wasserstoff-Gemische werden für Edelstahl und Nickellegierungen verwendet, um die Schweißgeschwindigkeit zu erhöhen und Oxidschichten zu reduzieren. Beim „Schlüsselloch“-Plasmaschweißen von Dicken von 2,5–6,5 mm entsteht ein Loch in kantigen Stoßnähten an der Vorderkante des Schmelzbades.

Welche Funktion hat das Flussmittel beim Unterpulverschweißen?

Die Funktionen des Flussmittels sind:Lichtbogenzündung und -stabilität zu unterstützen. um eine Schlacke zu bilden, die die Schweißraupe schützt und formt. um einen Gasschild zu bilden, um das geschmolzene Füllmetall zu schützen, das über die Lichtbogenstrecke geschleudert wird.

Was ist Schlüsselloch-Plasmaschweißen?

Das Keyhole-Plasma-Lichtbogenschweißen ist ein einzigartiges Lichtbogenschweißverfahren für tiefen Einbrand. Um die Qualität der Schweißnähte sicherzustellen, ist das Vorhandensein des Schlüssellochs entscheidend. Das Verständnis des Schlüssellochs wird sicherlich der Verbesserung des Prozesses und der Schweißqualität zugute kommen.

Was ist Plasmalichtbogen-Fugenhobeln?

Das Plasma-Lichtbogen-Fugenhobeln ist eine Variante des Plasma-Lichtbogen-Verfahrens. Der Lichtbogen wird zwischen einer feuerfesten Elektrode (normalerweise Wolfram) und dem Werkstück gebildet. Ein intensives Plasma wird durch Einschnüren des Lichtbogens mit einer fein gebohrten Kupferdüse erreicht.