2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24
La introducción del procesamiento de plasma en la industria marcó un avance tecnológico y una transición a un nivel de producción cualitativamente nuevo. El alcance de las propiedades útiles del plasma es muy extenso. En primer lugar, esta es la producción de dispositivos electrónicos y dispositivos semiconductores. Sin el grabado químico de plasma, las computadoras personales modernas de alto rendimiento difícilmente verían la luz. Pero eso no es todo.
El procesamiento de plasma iónico también se utiliza en óptica e ingeniería mecánica para pulir productos, aplicar recubrimientos protectores, saturación por difusión de la superficie de metales y aleaciones, así como para soldar y cortar chapas de acero. En este documento, la atención se centra en las tecnologías de soldadura y corte que utilizan plasma.
Disposiciones generales
De las lecciones de física de la escuela, todos saben que la materia puede existir en cuatro estados: sólido, líquido, gas y plasma. La mayoría de las preguntas surgen al tratar de representar el último estado. Pero, de hecho, todo no es tan difícil. El plasma también es un gas, solo sus moléculas están, como dicen, ionizadas (es decir, separadas de los electrones). Este estado se puede lograrde muchas maneras: como resultado de la exposición a altas temperaturas, así como también como resultado del bombardeo de electrones de átomos de gas en el vacío.
Tal plasma se llama de baja temperatura. Esta física del proceso se utiliza en la implementación de la deposición de plasma (grabado, saturación) en vacío. Al colocar partículas de plasma en un campo magnético, se les puede dar un movimiento dirigido. Como ha demostrado la práctica, dicho procesamiento es más eficaz en una serie de parámetros de las operaciones clásicas en la tecnología de la ingeniería mecánica (saturación en medios en polvo, oxicorte, vertido con una pasta a base de óxido de cromo, etc.).
Tipos de tratamiento con plasma
Actualmente, el plasma se usa activamente en casi todas las industrias y la economía nacional: medicina, ingeniería, instrumentación, construcción, ciencia, etc.
Pionero en la aplicación de la tecnología de plasma fue la instrumentación. La aplicación industrial del procesamiento de plasma comenzó con el uso de las propiedades del gas ionizado para rociar todo tipo de materiales y aplicarlos en revestimientos, así como para grabar canales para obtener microcircuitos. Dependiendo de algunas características del dispositivo de las instalaciones tecnológicas, se distinguen el grabado químico de plasma, químico iónico y de haz de iones.
El desarrollo del plasma es una contribución increíblemente valiosa para el desarrollo de la tecnología y la mejora, sin exagerar, de la calidad de vida de toda la humanidad. con el pasajetiempo, el campo de aplicación de los iones de gas se ha ampliado. Y hoy en día, el procesamiento de plasma (de una forma u otra) se usa para crear materiales con propiedades especiales (resistencia al calor, dureza superficial, resistencia a la corrosión, etc.), para corte efectivo de metales, soldadura, pulido de superficies y eliminación de microrrugosidades.
Esta lista no se limita al uso de tecnologías basadas en el efecto del plasma sobre la superficie tratada. Actualmente, los medios y métodos de pulverización de plasma se están desarrollando activamente utilizando diversos materiales y modos de procesamiento para lograr las máximas propiedades mecánicas y físicas.
La esencia de la soldadura por plasma
A diferencia de las instalaciones de saturación de plasma iónico y pulverización catódica, en este caso, el tratamiento con plasma se realiza mediante plasma de alta temperatura. La eficiencia de este método es mayor que cuando se utilizan métodos de soldadura tradicionales (llama, arco eléctrico, arco sumergido, etc.). Como mezcla de gas de trabajo, por regla general, se usa aire atmosférico ordinario bajo presión. Así, esta técnica se caracteriza por la ausencia de costes por gases consumibles.
Ventajas de la soldadura por plasma
En comparación con la soldadura tradicional, usar una máquina de soldadura por plasma es más seguro. La razón es bastante clara: el uso de oxígeno atmosférico bajo presión como gas de trabajo. Actualmente, los propietarios prestan mucha atención a la seguridad en la producción.empresas, ejecutivos y reguladores.
Otra ventaja muy importante es la alta calidad de la soldadura (mínimo descolgamiento, f alta de penetración y otros defectos). Aunque, para aprender a usar hábilmente una máquina de soldadura por plasma, se necesitan muchos meses de práctica. Solo en este caso, la soldadura y las uniones en su conjunto cumplirán con altos estándares.
Esta tecnología tiene otras ventajas. Entre ellos: alta velocidad del proceso de soldadura (aumento de la productividad), bajo consumo de recursos energéticos (electricidad), alta precisión de conexión, sin deformación ni alabeo.
Equipos de corte por plasma
El proceso en sí es muy sensible a las fuentes actuales utilizadas. Por lo tanto, solo se permite el uso de transformadores confiables y de muy alta calidad que demuestren la constancia del voltaje de salida. Los transformadores reductores se utilizan para convertir un voltaje de entrada alto en un voltaje de salida bajo. El costo de dicho equipo es varias veces menor que el costo de los convertidores tradicionales para soldadura por arco eléctrico. También son más económicos.
El equipo de corte por plasma es fácil de usar. Por lo tanto, si tiene al menos una experiencia y habilidades mínimas, puede hacer todo el trabajo de soldadura usted mismo.
Tecnología de soldadura por plasma
Según el voltaje de suministro, la soldadura por plasma se divide en microsoldadura, soldadura enmedia y alta corriente. El proceso en sí se basa en la acción de un flujo dirigido de plasma a alta temperatura sobre un electrón y sobre las superficies a soldar. El electrodo se derrite, dando como resultado una junta de soldadura permanente.
Corte por plasma
El corte por plasma es un proceso en el que un metal se corta en sus componentes mediante una corriente dirigida de plasma a alta temperatura. Esta tecnología proporciona una línea de corte perfectamente uniforme. Después de un cortador de plasma, se elimina la necesidad de un procesamiento adicional del contorno de los productos (ya sea material de lámina o productos de tubería).
El proceso se puede realizar tanto con cortadora manual como con máquina de corte por plasma para el corte de chapa de acero. El plasma se forma cuando se aplica un arco eléctrico al flujo de gas de trabajo. Como resultado de un calentamiento local significativo, se produce la ionización (separación de electrones cargados negativamente de átomos cargados positivamente).
Aplicaciones de corte por plasma
El chorro de plasma de alta temperatura tiene una energía muy alta. Su temperatura es tan alta que literalmente evapora muchos metales y aleaciones con facilidad. Esta tecnología se utiliza principalmente para el corte de chapas de acero, chapas de aluminio, bronce, latón e incluso titanio. Además, el grosor de la hoja puede ser muy diferente. Esto no afectará la calidad de la línea de corte: será perfectamente suave y uniforme, sin rayas.
Sin embargo, debe tenerse en cuenta que para obtener alta calidad e inclusocortar cuando se trabaja con material de paredes gruesas, debe utilizar una máquina de corte por plasma. La potencia de una antorcha manual no será suficiente para cortar metal con un espesor de 5 a 30 milímetros.
¿Corte por gas o corte por plasma?
¿Qué tipo de corte y corte de metal se debe preferir? ¿Qué es mejor: la tecnología de corte por plasma o oxicorte? La segunda opción es quizás más versátil, ya que es adecuada para casi cualquier material (incluso aquellos propensos a la oxidación a temperaturas elevadas). Además, el corte por plasma se realiza con aire atmosférico normal, lo que significa que no requiere la compra de costosos consumibles. Y la línea de corte es perfectamente uniforme y no requiere refinamiento. Todo esto en combinación reduce significativamente el costo del producto y hace que los productos sean más competitivos.
Materiales de corte por plasma
Debe tenerse en cuenta el hecho de que el espesor máximo permitido del metal o la aleación procesada depende del material en sí o de su grado. Con base en muchos años de experiencia en producción y experiencia en investigación de laboratorio, los expertos dan las siguientes recomendaciones sobre el espesor de los materiales procesados: hierro fundido: no más de nueve centímetros, acero (independientemente de la composición química y la presencia de elementos de aleación) - no más de cinco centímetros, cobre y aleaciones a base de él - no más de ocho centímetros, aluminio y sus aleaciones - no más de 12 centímetros.
Todos los valores enumerados son típicos para manualProcesando. Un ejemplo de una unidad de este tipo producida en el país es el aparato de plasma de Gorynych. Es mucho más barato que los análogos extranjeros, mientras que de ninguna manera es inferior, y quizás incluso superior a ellos en calidad. Se presenta en el mercado una amplia gama de dispositivos de este fabricante, que están diseñados para realizar diversos trabajos (soldadura doméstica, corte y soldadura de metales de varios espesores, inclusive). Las hojas más gruesas solo se pueden procesar en máquinas de alta potencia.
Métodos de corte por plasma existentes
Todos los métodos existentes de corte por plasma se pueden dividir en chorro y arco. Además, no importa en absoluto si se utiliza una cortadora manual o una máquina de corte y corte por plasma CNC. En el primer caso, todas las condiciones necesarias para la ionización del gas se implementan en el propio cortador. Tal dispositivo puede procesar casi cualquier material (metales y no metales). En el segundo caso, el material que se procesa debe tener conductividad eléctrica (de lo contrario, no se producirá un arco eléctrico y se producirá la ionización del gas).
Además de las diferencias en la forma en que se forma el plasma, el procesamiento con plasma también se puede clasificar de acuerdo con las características tecnológicas de corte en simple (sin el uso de sustancias auxiliares), procesamiento con agua y procesamiento en un entorno de gas protector. Los dos últimos métodos le permiten aumentar significativamente la velocidad de corte y, al mismo tiempo, no tener miedo a la oxidación del metal.
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