ПЛАЗМЕННАЯ ОБРАБОТКА

ПЛАЗМЕННАЯ ОБРАБОТКА , обработка материалов низкотемпературной плазмой, генерируемой дуговыми или высокочастотными
плазматронами.
При
П. о. изменяется форма, размеры, структура обрабатываемого материала или
состояние его поверхности. П. о. включает: разделительную и поверхностную
резку, нанесение покрытий, наплавку, сварку, разрушение горных пород (плазменное
бурение).

П. о. получила широкое распространение
вследствие высокой по пром. стандартам темп-ры плазмы ( 10⁴
К), большого диапазона регулирования мощности и возможности сосредоточения
потока плазмы на обрабатываемом изделии; при этом эффекты П. о. достигаются
как тепловым, так и механич. действием плазмы (бомбардировкой изделия частицами
плазмы, движущимися с очень высокой скоростью - т.н. скоростной напор плазменного
потока). Удельная мощность, передаваемая поверхности материала плазменной
дугой, достигает 10⁵-10⁶ вmlcм², в
случае плазменной струи она составляет 10³-10⁴ вт/см².
В
то же время тепловой поток, если это необходимо, может быть рассредоточен,
обеспечивая "мягкий" равномерный нагрев поверхности, что используется при
наплавке и нанесении покрытий.

Резка металлов осуществляется сжатой плазменной
дугой, к-рая горит между анодом (разрезаемым металлом) и катодом плазменной
горелки. Стабилизация и сжатие токового канала дуги, повышающее её
темп-ру, осуществляются соплом горелки и обдуванием дуги потоком плазмообразующего
газа (Ar, Nинтенсификации резки металлов используется химически активная плазма. Напр.,
при резке возд. плазмой Овклад в процесс резки. Плазменной дугой режут нержавеющие и хромоникелевые
стали, Си, А1 и др. металлы и сплавы, не поддающиеся кислородной резке.
Высокая производительность плазменной резки позволяет применять её в поточных
непрерывных производств. процессах. Мощность установок достигает 150 квт.
Неэлектропроводные
материалы (бетоны, гранит, тонколистовые органич. материалы) обрабатывают
плазменной струёй (дуга горит в сопле плазменной горелки между её электродами).
Нанесение покрытий (напыление) производится для защиты деталей, работающих
при высоких темп-pax, в агрессивных средах или подверженных интенсивному
механич. воздействию. Материал покрытия (тугоплавкие металлы, окислы, карбиды,
силициды, бориды и др.) вводят в виде порошка или проволоки в плазменную
струю, в к-рой он плавится, распыляется, приобретает скорость 100-200
м/сек
и
в виде мелких частиц (20-100 мкм)
наносится на поверхность изделия.
Плазменные покрытия отличаются пониженной теплопроводностью и хорошо противостоят
термич. ударам. Мощность установок для напыления 5-30 квт, макс. производительность
5-10 кг напыленного материала в час. Для получения порошков со сферич.
формой частиц, применяемых в порошковой металлургии, в плазменную
струю вводят материал, частицы к-рого, расплавляясь, приобретают под действием
сил поверхностного натяжения сферич. форму. Размер частиц может регулироваться
в пределах от неск. мкм
до 1 мм.
Более мелкие (ультрадисперсные)
порошки с размерами частиц 10 нм
и выше получают испарением исходного
материала в плазме и последующей его конденсацией.

Свойство плазменной дуги глубоко проникать
в металл используется для сварки металлов. Благоприятная форма образовавшейся
ванны позволяет сваривать достаточно толстый металл (10-15 мм) без
спец. разделки кромок. Сварка плазменной дугой отличается высокой производительностью
и, вследствие большой стабильности горения дуги, хорошим качеством. Маломощная
плазменная дуга на токах 0,1-40 а удобна для сварки тонких листов
(0,05 мм) при изготовлении мембран, сильфонов, теплообменников из
Та, Ti, Mo, W, al.

Лит. см. при ст. Плазматрон.

В. В. Кудинов.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я