Materialların plazma emalı

2024 Müəllif: Howard Calhoun | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-17 10:18

Sənayedə plazma emalının tətbiqi texnoloji sıçrayışı və keyfiyyətcə yeni istehsal səviyyəsinə keçidi qeyd etdi. Plazmanın faydalı xüsusiyyətlərinin əhatə dairəsi çox genişdir. İlk növbədə, bu, elektron cihazların və yarımkeçirici cihazların istehsalıdır. Plazma-kimyəvi aşındırma olmasaydı, müasir yüksək performanslı fərdi kompüterlər işığı çətin ki, görərdi. Ancaq bu hamısı deyil.

İon-plazma emalı optika və maşınqayırmada məhsulların cilalanması, qoruyucu örtüklərin tətbiqi, metalların və ərintilərin səthinin diffuziya ilə doyması, həmçinin polad təbəqənin qaynaqlanması və kəsilməsi üçün də istifadə olunur. Bu yazıda diqqət plazmadan istifadə edərək qaynaq və kəsmə texnologiyalarına yönəlib.

Ümumi müddəalar

Məktəb fizika dərslərindən hamı bilir ki, maddə dörd vəziyyətdə mövcud ola bilər: bərk, maye, qaz və plazma. Ən çox suallar son vəziyyəti təmsil etməyə çalışarkən yaranır. Amma əslində hər şey o qədər də çətin deyil. Plazma da qazdır, yalnız onun molekulları, necə deyərlər, ionlaşır (yəni elektronlardan ayrılır). Bu vəziyyətə nail olmaq olarbir çox cəhətdən: yüksək temperatura məruz qalma nəticəsində, həmçinin vakuumda qaz atomlarının elektron bombardmanı nəticəsində.

Belə plazma aşağı temperatur adlanır. Prosesin bu fizikası vakuumda plazma çöküntüsünün (aşındırma, doyma) həyata keçirilməsində istifadə olunur. Plazma hissəciklərini maqnit sahəsinə yerləşdirməklə onlara istiqamətləndirilmiş hərəkət verilə bilər. Təcrübə göstərdiyi kimi, maşınqayırma texnologiyasında klassik əməliyyatların bir sıra parametrlərində (toz mühitində doyma, alovla kəsmə, xrom oksidi əsasında pasta ilə tökmə və s.) belə emal daha effektivdir.

Plazma müalicəsinin növləri

Hazırda plazma demək olar ki, bütün sənaye sahələrində və milli iqtisadiyyatda fəal şəkildə istifadə olunur: tibb, mühəndislik, cihazqayırma, tikinti, elm və s.

Plazma texnologiyasının tətbiqində qabaqcıl cihaz idi. Plazma emalının sənaye tətbiqi ionlaşmış qazın xüsusiyyətlərindən istifadə edərək hər cür materialları püskürtmək və onları astarlara tətbiq etmək, həmçinin mikrosxemləri əldə etmək üçün kanalları aşındırmaq ilə başladı. Texnoloji qurğuların cihazının bəzi xüsusiyyətlərindən asılı olaraq plazma-kimyəvi aşındırma, ion-kimyəvi və ion-şüa ilə aşındırma fərqləndirilir.

Plazmanın inkişafı texnologiyanın inkişafına və bütün bəşəriyyətin həyat keyfiyyətinin mübaliğəsiz yaxşılaşdırılmasına inanılmaz qiymətli töhfədir. Keçid iləzamanla qaz ionlarının tətbiq sahəsi genişlənmişdir. Və bu gün plazma emalından (bu və ya digər formada) xüsusi xassələrə (istiliyə davamlılıq, səth sərtliyi, korroziyaya davamlılıq və s.) malik materialların yaradılması, metalın effektiv kəsilməsi, qaynaq, səthlərin cilalanması və mikropozluluğun aradan qaldırılması üçün istifadə olunur.

Bu siyahı plazmanın işlənmiş səthə təsirinə əsaslanan texnologiyaların istifadəsi ilə məhdudlaşmır. Hazırda maksimum mexaniki və fiziki xassələrə nail olmaq üçün müxtəlif materiallardan və emal rejimlərindən istifadə etməklə plazma ilə çiləmə vasitələri və üsulları fəal şəkildə inkişaf etdirilir.

Plazma Qaynaqının Əsası

İon-plazma doyma və püskürtmə qurğularından fərqli olaraq, bu halda plazma müalicəsi yüksək temperaturlu plazmadan istifadə etməklə həyata keçirilir. Bu metodun səmərəliliyi ənənəvi qaynaq üsullarından (alov, elektrik qövsü, su altı qövs qaynağı və s.) istifadə edildikdən daha yüksəkdir. İşləyən qaz qarışığı olaraq, bir qayda olaraq, təzyiq altında olan adi atmosfer havası istifadə olunur. Beləliklə, bu texnika istehlak olunan qazlar üçün xərclərin olmaması ilə xarakterizə olunur.

Plazma qaynaqının üstünlükləri

Ənənəvi qaynaqla müqayisədə plazma qaynaq maşınından istifadə daha təhlükəsizdir. Səbəb olduqca aydındır - atmosfer oksigeninin təzyiq altında işləyən qaz kimi istifadəsi. Hazırda istehsalatda təhlükəsizliyə sahiblər tərəfindən çox diqqət yetirilirbizneslər, icraçılar və tənzimləyicilər.

Digər çox mühüm üstünlük qaynağın yüksək keyfiyyətidir (minimum sallanma, nüfuzun olmaması və digər qüsurlar). Plazma qaynaq maşınından məharətlə istifadə etməyi öyrənmək üçün bir çox ay təcrübə tələb olunur. Yalnız bu halda qaynaq və bütövlükdə birləşmələr yüksək standartlara cavab verəcəkdir.

Bu texnologiyanın bir sıra başqa üstünlükləri var. Onların arasında: qaynaq prosesinin yüksək sürəti (məhsuldarlığın artması), enerji resurslarının aşağı istehlakı (elektrik), yüksək birləşmə dəqiqliyi, deformasiya və əyilmə olmaması.

Plazma kəsmə avadanlığı

Prosesin özü istifadə olunan cari mənbələrə çox həssasdır. Buna görə, yalnız çıxış gərginliyinin sabitliyini nümayiş etdirən çox keyfiyyətli və etibarlı transformatorlardan istifadə etməyə icazə verilir. Azaldıcı transformatorlar yüksək giriş gərginliyini aşağı çıxış gərginliyinə çevirmək üçün istifadə olunur. Belə avadanlıqların dəyəri elektrik qövs qaynağı üçün ənənəvi çeviricilərin qiymətindən bir neçə dəfə azdır. Onlar həm də daha qənaətlidir.

Plazma kəsici avadanlıqdan istifadə etmək asandır. Buna görə də, ən azı minimum təcrübə və bacarıqlarınız varsa, bütün qaynaq işlərini özünüz edə bilərsiniz.

Plazma Qaynaq Texnologiyası

Təchizat gərginliyindən asılı olaraq plazma qaynağı mikro qaynağa, qaynaq qaynaq qaynaqına bölünür.orta və yüksək cərəyan. Prosesin özü yüksək temperaturlu plazmanın yönəldilmiş axınının elektrona və qaynaq ediləcək səthlərə təsirinə əsaslanır. Elektrod əriyir, nəticədə daimi qaynaq birləşməsi yaranır.

Plazma kəsmə

Plazma kəsmə yüksək temperaturlu plazmanın yönəldilmiş axını ilə metalın komponent hissələrinə kəsilməsi prosesidir. Bu texnologiya mükəmməl bərabər kəsilmiş xətt təmin edir. Plazma kəsicidən sonra məhsulların konturunun (istər təbəqə materialı, istərsə də boru məhsulları) əlavə emalı ehtiyacı aradan qaldırılır.

Proses həm əl ilə kəsici, həm də təbəqə polad kəsmək üçün plazma kəsmə maşını ilə həyata keçirilə bilər. İşçi qaz axınına elektrik qövsü tətbiq edildikdə plazma əmələ gəlir. Əhəmiyyətli yerli isitmə nəticəsində ionlaşma baş verir (mənfi yüklü elektronların müsbət yüklü atomlardan ayrılması).

Plazma kəsmə tətbiqləri

Yüksək temperaturlu plazma reaktivi çox yüksək enerjiyə malikdir. Onun temperaturu o qədər yüksəkdir ki, bir çox metalları və ərintiləri asanlıqla buxarlandırır. Bu texnologiya əsasən polad təbəqələri, alüminium təbəqələri, bürünc, mis və hətta titan təbəqələrini kəsmək üçün istifadə olunur. Üstəlik, təbəqənin qalınlığı çox fərqli ola bilər. Bu, kəsmə xəttinin keyfiyyətinə təsir etməyəcək - o, zolaqlar olmadan mükəmməl hamar və bərabər olacaq.

Lakin qeyd etmək lazımdır ki, yüksək keyfiyyətli və bərabər əldə etmək üçünqalın divarlı material ilə işləyərkən kəsilmiş, plazma kəsici maşından istifadə etməlisiniz. Əl məşəlinin gücü 5-30 millimetr qalınlığında metal kəsmək üçün kifayət etməyəcək.

Qaz kəsmə və ya plazma kəsmə?

Metalın kəsilməsi və kəsilməsinin hansı növünə üstünlük verilməlidir? Hansı daha yaxşıdır: oksi-yanacaq kəsmə və ya plazma kəsmə texnologiyası? İkinci seçim bəlkə də daha çox yönlüdür, çünki demək olar ki, hər hansı bir material üçün uyğundur (hətta yüksək temperaturda oksidləşməyə meylli olanlar). Bundan əlavə, plazma kəsmə adi atmosfer havasından istifadə etməklə həyata keçirilir ki, bu da bahalı istehlak materiallarının alınmasını tələb etmir. Və kəsmə xətti mükəmməl bərabərdir və zəriflik tələb etmir. Bütün bunlar birlikdə məhsulun maya dəyərini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır və məhsulları daha rəqabətqabiliyyətli edir.

Plazma kəsici materiallar

Nəzərə almaq lazımdır ki, emal edilmiş metalın və ya ərintinin icazə verilən maksimum qalınlığı materialın özündən və ya onun dərəcəsindən asılıdır. Mütəxəssislər çoxillik istehsalat təcrübəsinə və laboratoriya tədqiqat təcrübəsinə əsaslanaraq, emal olunan materialların qalınlığına dair aşağıdakı tövsiyələri verirlər: çuqun - doqquz santimetrdən çox olmayan, polad (kimyəvi tərkibindən və ərinti elementlərinin mövcudluğundan asılı olmayaraq) - yox. beş santimetrdən çox, mis və onun əsasında ərintilər - səkkiz santimetrdən çox olmayan, alüminium və onun ərintiləri - 12 santimetrdən çox olmayan.

Sadalanan bütün dəyərlər dərslik üçün xarakterikdiremal. Belə bir yerli istehsal qurğusuna bir nümunə Gorynych plazma aparatıdır. Xarici analoqlardan qat-qat ucuzdur, halbuki heç bir şəkildə aşağı deyil və bəlkə də keyfiyyət baxımından onlardan üstündür. Bu istehsalçının geniş çeşidli cihazları bazarda müxtəlif işləri yerinə yetirmək üçün nəzərdə tutulmuşdur (məişət qaynağı, müxtəlif qalınlıqdakı metalların kəsilməsi və qaynağı). Daha qalın təbəqələr yalnız yüksək güclü maşınlarda işlənə bilər.

Mövcud plazma kəsmə üsulları

Bütün mövcud plazma kəsmə üsulları reaktiv və qövslə bölünə bilər. Üstəlik, əl kəsici və ya CNC plazma kəsmə və kəsmə maşınının istifadə edilməsinin heç bir əhəmiyyəti yoxdur. Birinci halda, qazın ionlaşması üçün bütün lazımi şərtlər kəsicinin özündə həyata keçirilir. Belə bir cihaz demək olar ki, hər hansı bir materialı (metallar və qeyri-metallar) emal edə bilər. İkinci halda, emal olunan material elektrik keçiriciliyinə malik olmalıdır (əks halda elektrik qövsü baş verməyəcək və qazın ionlaşması baş verəcək).

Plazmanın əmələ gəlmə üsulundakı fərqlərə əlavə olaraq, plazma emalını sadə (köməkçi maddələrdən istifadə etmədən), su ilə emal və qoruyucu qaz mühitində emal texnoloji xüsusiyyətlərinə görə də təsnif etmək olar.. Son iki üsul kəsmə sürətini əhəmiyyətli dərəcədə artırmağa və eyni zamanda metalın oksidləşməsindən qorxmamağa imkan verir.