18.5. Плазменная обработка

Плазма – четвертое агрегатное состояние вещества (после твердого, жидкого и газообразного). Она представляет собой частично или полностью ионизированный газ. Плазма состоит из нейтральных частиц, положительных и отрицательных зарядов с одинаковой концентрацией. Она обладает электрической проводимостью и высокой теплопроводностью.

Плазменной обработкой называют такой технологический процесс, при котором для удаления материала с обрабатываемых заготовок используется струя плазмы. Температура плазмы достигает 20000…40000?С. Этот метод особенно эффективен при обработке различных труднообрабатываемых материалов.

Наиболее простым способом перевода газа в состояние плазмы является возбуждение в нем электрических (дуговых или искровых) разрядов. Высокая электропроводность плазмы позволяет управлять ею при помощи магнитных и электромагнитных полей. Повышение давления приводит к увеличению плотности заряженных частиц и температуры ионизированного газа.

Оборудование для плазменной обработки состоит из плазменной горелки, источника питания, системы подачи рабочего газа, системы охлаждения и блока управления. В качестве источника питания для плазменных горелок обычно используют сварочные источники постоянного тока мощностью от 20 до 70 кВт. Рабочим газом наиболее часто служит гелий, аргон, водород, азот или их смеси (например, 80% N2 и 20% Н2. В качестве охладителя горелки применяют проточную воду.

Плазменную размерную обработку используют в основном для снятия поверхностных слоев материала с цилиндрических заготовок на токарном станке, для вырезания заготовок из листового металла, для прошивания отверстий, для обработки отверстий и пазов небольших размеров. Однако «плазменное точение» целесообразно лишь при обработке жаропрочных сталей и других трудно обрабатываемых материалов, а также для черновой обдирки.

Плазменную технологию можно использовать также для сварки, пайки и нанесения защитных покрытий на детали.

К основным недостаткам процесса следует отнести относительную сложность и громоздкость оборудования и необходимость применения при обработке специальных газов, что удорожает процесс. Кроме того, при плазменной обработке необходимы специальные правила техники безопасности и охраны труда.

Акулич Н.В. Процессы производства черных и цветных металлов и их сплавов, Гомель 2008