Таблица 6.2. Плазмообразующие среды для резки металлов

Таблица 6.2. Плазмообразующие среды для резки металлов
Плаз­мо­об­ра­зу­ющая сре­да	Раз­ре­за­емый ме­талл
	Алю­миний и его спла­вы	Медь и ее спла­вы	Вы­соко­леги­рован­ные ста­ли	Kонс­трук­ци­он­ные, низ­ко­уг­ле­родис­тые и низ­ко­леги­рован­ные ста­ли	Ти­тан
Воз­дух	Для ме­хани­зиро­ван­ной рез­ки ме­тал­ла тол­щи­ной до 120 мм	Для ме­хани­зиро­ван­ной рез­ки ме­тал­ла тол­щи­ной до 70 мм	Для ма­шин­ной рез­ки ме­тал­ла тол­щи­ной до 100 мм		Не ре­комен­ду­ет­ся
Азот	Для руч­ной рез­ки ме­тал­лов
Ар­гон с во­доро­дом	Для руч­ной и ме­хани­зиро­ван­ной рез­ки	Для рез­ки ме­тал­лов с вы­соким ка­чес­твом по­вер­хнос­ти от­но­сительно не­большой тол­щи­ны
Азот с во­доро­дом	Для руч­ной и ме­хани­зиро­ван­ной рез­ки
Ар­гон	Не ре­комен­ду­ет­ся				Для руч­ной и ме­хани­зиро­ван­ной рез­ки

 

 

6.4Режущие плазмотроны

Конс­трук­ции ре­жущих плаз­мотро­нов со­дер­жат два ос­новных бло­ка: элек­трод­ный и соп­ло­вой. Они элек­три­чес­ки изо­лиро­ваны друг от дру­га и со­дер­жат уз­лы для по­дачи плаз­мо­об­ра­зу­ющих га­зов, ос­новно­го и вспо­мога­тельно­го то­ка, креп­ле­ния элек­тро­да, а так­же сис­те­му ох­лажде­ния элек­тро­да и соп­ла (рис. 6.5). Элек­трод­ный и соп­ло­вой уз­лы об­ра­зу­ют ду­говую ка­меру, в ко­торой воз­бужда­ет­ся ду­говой раз­ряд при по­даче плаз­мо­об­ра­зу­ющих га­зов.

Рис. 6.5.Схема режущего плазмотрона:
1 — штуцер подачи охлаждающей воды; 2 — штуцер подачи плазмообразующего газа; 3 — штуцер слива воды; 4 — катодный блок; 5 — катод; 6 — изолирующая втулка; 7 — сопло; 8 — разрезаемый металл; 9 — дуговая камера; 10 — плазменная дуга; 11 — балластное сопротивление; 12 — источник электропитания

В за­виси­мос­ти от спо­соба плаз­менно-ду­говой рез­ки в ка­чес­тве элек­тро­дов при­меня­ют вольфра­мовый лан­та­ниро­ван­ный стер­жень (при ис­пользо­вании ар­го­на, азо­та, во­доро­да) или мед­ный во­до­ох­лажда­емый элек­трод с цир­ко­ни­евой или гаф­ни­евой встав­кой (при ис­пользо­вании в ка­чес­тве ра­боче­го га­за окис­ли­тельных сред: воз­ду­ха, обо­гащен­но­го воз­ду­ха или кис­ло­рода). Цир­ко­ний и гаф­ний при воз­действии вы­сокой тем­пе­рату­ры ду­гово­го раз­ря­да об­ра­зу­ют на по­вер­хнос­ти ту­гоп­лавкую ок­сидную плен­ку, в дальнейшем пре­дох­ра­ня­ющую элек­трод от эро­зии в про­цес­се рез­ки. Од­на­ко стойкость этих элек­тро­дов вви­ду воз­действия очень вы­соких тем­пе­ратур не­высо­ка и вре­мя их ра­боты не пре­выша­ет 2… 4 ч.

В за­виси­мос­ти от спо­соба по­дачи плаз­мо­об­ра­зу­ющих га­зов в ду­говую ка­меру раз­ли­ча­ют осе­вой и вих­ре­вой спо­собы ста­били­зации ду­ги. В пер­вом слу­чае плаз­мо­об­ра­зу­ющая сре­да по­да­ет­ся в ду­говую ка­меру по­током, па­рал­лельным оси элек­тро­да (рис. 6.6, а), в дру­гом — по тан­генци­альным ка­налам, что обес­пе­чива­ет зак­ру­чива­ние по­тока (рис. 6.6, б). В плаз­мотро­нах с осе­вой ста­били­заци­ей стер­жне­вой ка­тод за­тачи­ва­ют под уг­лом 20…30° при вер­ши­не, что поз­во­ля­ет соз­дать чет­кую фик­са­цию ка­тод­но­го пят­на на оси стол­ба ду­ги со­ос­но с вы­ход­ным от­вер­сти­ем соп­ла. В ка­чес­тве ре­гули­ру­емых ка­тодов ис­пользу­ют лан­та­ниро­ван­ные вольфра­мовые стер­жни ди­амет­ром 2…6 мм и дли­ной 100…150 мм. Стойкость стер­жне­вого ка­тода за­висит глав­ным об­ра­зом от плот­ности то­ка; на­именьший рас­ход ка­тодов дос­ти­га­ет­ся при вы­боре их ди­амет­ра в со­от­ветс­твии с табл. 6.3.

Рис. 6.6.Схемы режущих плазмотронов с осевой (а) и вихревой (б) стабилизацией дугового разряда:
1 — крепление катода; 2 — катодный узел; 3 — катод; 4 — подача газа; 5 — изолятор; 6 и 10 — система охлаждения; 7 — сопловой узел; 8 — дуговая камера; 9 — формирующее сопло; 11 — крепление плазмотрона; 12 — завихритель

Таблица 6.3. Ориентировочные диаметры вольфрамовых электродов и формирующих сопл в зависимости от силы тока
Си­ла то­ка, А	Ди­аметр элек­тро­да, мм	Ди­аметр фор­ми­ру­юще­го соп­ла, мм
150	2	1,2…1,6
300	2,5	2…3
400	3,2	3…4
500	4	4…6
600	4,5	5…7

Нес­мотря на от­но­сительно вы­сокую элек­троп­ро­води­мость вольфрам сильно ра­зог­ре­ва­ет­ся ра­бочим то­ком, по­это­му вы­лет элек­тро­да дол­жен быть ми­нимальным. Стер­жне­вые ка­тоды обес­пе­чива­ют дли­тельный срок служ­бы при мно­гок­ратной ре­гули­ров­ке вы­лета элек­тро­да, по­это­му они по­лучи­ли ши­рокое рас­простра­нение в руч­ных плаз­мотро­нах.

В плаз­мотро­нах для ме­хани­зиро­ван­ной рез­ки ис­пользу­ют пре­иму­щес­твен­но гильзо­вые мед­ные во­до­ох­лажда­емые ка­тоды с цир­ко­ни­евой или гаф­ни­евой встав­кой. При осе­вой ста­били­зации ду­ги встав­ка дол­жна быть за­ос­тре­на, при вих­ре­вой ста­били­зации мож­но при­менять плос­кий ка­тод. В пос­леднем слу­чае фик­са­ция ка­тод­но­го пят­на в цен­тре встав­ки обес­пе­чива­ет­ся ста­били­заци­ей оси по­тока вследс­твие его зак­ру­чива­ния.

Гильзо­вые ка­тоды ра­бота­ют при вы­соких плот­ностях то­ка и по­это­му нуж­да­ют­ся в ин­тенсив­ном ох­лажде­нии. Для это­го на­руж­ные по­вер­хнос­ти гильзы омы­ва­ют­ся про­точ­ной во­дой, а встав­ки плот­но зап­рессо­выва­ют­ся в гильзу. В пос­леднее вре­мя ус­та­нов­ки для плаз­менно-ду­говой рез­ки ста­ли ос­на­щать бло­ками ав­то­ном­но­го ох­лажде­ния, в ко­торых ох­лажда­ющая во­да цир­ку­лиру­ет в зам­кну­том объеме, а ее ох­лажде­ние в про­цес­се ра­боты осу­щест­вля­ет­ся в ра­ди­ато­рах. В зим­нее вре­мя вмес­то во­ды сис­те­му мож­но за­пол­нять не­замер­за­ющи­ми жид­костя­ми.

Ос­новным эле­мен­том соп­ло­вого уз­ла яв­ля­ет­ся фор­ми­ру­ющий на­конеч­ник. Фор­ма и раз­ме­ры соп­ло­вого ка­нала в зна­чительной сте­пени оп­ре­деля­ют па­рамет­ры ре­жущей струи. Чем меньше се­чение вы­ход­но­го от­вер­стия соп­ла и чем больше его дли­на, тем вы­ше при про­чих оди­нако­вых ус­ло­ви­ях плот­ность энер­гии, а сле­дова­тельно, ско­рость по­тока плаз­мы и про­из­во­дительность рез­ки. Од­на­ко на­именьший ди­аметр вы­ход­но­го от­вер­стия ог­ра­ничи­ва­ет­ся воз­никно­вени­ем двойных дуг, так на­зыва­емых ду­говых раз­ря­дов, од­новре­мен­но с ос­новной ду­гой — меж­ду ка­тодом и соп­лом, соп­лом и раз­ре­за­емым ме­тал­лом. Двойная ду­га воз­ни­ка­ет, ес­ли сум­ма анод­но­го па­дения нап­ря­жения на ду­ге ка­тод—соп­ло и ка­тод­но­го па­дения нап­ря­жения на ду­ге соп­ло — раз­ре­за­емый ме­талл бу­дет меньше па­дения нап­ря­жения в стол­бе ду­ги на учас­тке фор­ми­ру­юще­го соп­ла на­конеч­ни­ка. Это мо­жет быть свя­зано с неп­ра­вильной ра­ботой ис­точни­ка пи­тания или не­дос­татком рас­хо­да плаз­мо­об­ра­зу­юще­го га­за. На­ибо­лее час­то двойное ду­го­об­ра­зова­ние (рис. 6.7) воз­ни­ка­ет в мо­мент воз­бужде­ния ре­жущей ду­ги.

Рис. 6.7.Схема двойной дуги:
1 — катод; 2 — сопло; 3 — металл; 4 — столб режущей дуги; 5 и 6 — столб двойной дуги на участках наконечник—металл и катод—наконечник

В сов­ре­мен­ных ус­та­нов­ках ре­жущую ду­гу воз­бужда­ют с по­мощью вы­соко­час­тотно­го вспо­мога­тельно­го раз­ря­да (рис. 6.8). Сна­чала воз­бужда­ет­ся вспо­мога­тельная ду­га не­большой мощ­ности (при то­ке 15…40 А) меж­ду элек­тро­дом и на­конеч­ни­ком; она не при­водит к раз­ру­шению на­конеч­ни­ка или ка­тода. За­тем при ка­сании по­тока плаз­мы, вы­тека­юще­го из соп­ла по­вер­хнос­ти раз­ре­за­емо­го ме­тал­ла, плаз­менная ду­га за­мыка­ет ра­бочую цепь ис­точни­ка то­ка, вследс­твие че­го воз­ни­ка­ет ре­жущая ду­га. Ес­ли при воз­бужде­нии ре­жущей ду­ги плаз­менный столб вспо­мога­тельной ду­ги был сфор­ми­рован не­дос­та­точ­но чет­ким, то анод­ное пят­но ре­жущей ду­ги мо­жет пе­рейти на на­конеч­ник, что при­ведет к рас­плав­ле­нию сте­нок соп­ла и вы­ходу ре­зака из строя. Пос­ле вклю­чения ре­жущей плаз­менной ду­ги нап­ря­жение меж­ду элек­тро­дом и на­конеч­ни­ком сни­жа­ет­ся и вспо­мога­тельная ду­га гас­нет.

Рис. 6.8.Высокочастотное возбуждение дуги вспомогательным разрядом:
1 — осциллятор; 2 — катод; 3 — балластное сопротивление; 4 — источник тока; 5 — металл; 6 — факел дуги; 7 — наконечник

Двойное ду­го­об­ра­зова­ние мо­жет про­изойти в про­цес­се рез­ки в сле­ду­ющих слу­ча­ях:

§ при про­бив­ке на­чально­го от­вер­стия в лис­те из-за брызг рас­плав­ленно­го ме­тал­ла, ле­тящих на ре­зак;

§ слу­чайном ка­сании на­конеч­ни­ком по­вер­хнос­ти ме­тал­ла;

§ пло­хой ра­боте сис­те­мы ста­били­зации по­ложе­ния ре­зака над ме­тал­лом;

§ скач­ках то­ка в се­ти или слу­чайном уменьше­нии рас­хо­да плаз­мо­об­ра­зу­юще­го га­за.

Ис­точни­ки то­ка, ис­пользу­емые в нас­то­ящее вре­мя, име­ют ус­тройства (то­ковые ре­ле) для от­клю­чения ап­па­рата от се­ти в слу­чае двойно­го ду­го­об­ра­зова­ния и воз­раста­ния си­лы то­ка в це­пи.

На­конеч­ни­ки плаз­мотро­нов обыч­но из­го­тав­ли­ва­ют из ме­ди — ме­тал­ла, об­ла­да­юще­го вы­сокой теп­лопро­вод­ностью, что не­об­хо­димо для хо­роше­го ох­лажде­ния на­конеч­ни­ка. Од­на­ко, нес­мотря на ин­тенсив­ное ох­лажде­ние во­дой мед­ных фор­ми­ру­ющих сопл, из­нос их из-за вы­сокой тем­пе­рату­ры га­зов в стол­бе ду­ги ве­лик.

Для обес­пе­чения ста­бильнос­ти го­рения ду­ги и уменьше­ния воз­можнос­ти двойно­го ду­го­об­ра­зова­ния ди­аметр соп­ла вы­ход­но­го от­вер­стия дол­жен быть больше (или ра­вен) ди­амет­ра ка­тода; дли­на соп­ла дол­жна быть меньше его ди­амет­ра. Ди­аметр ка­тода оп­ре­деля­ет­ся то­ком ду­ги. Из­нос соп­ла су­щес­твен­но уменьша­ет­ся при вих­ре­вой ста­били­зации соп­ла, од­на­ко срок его служ­бы не пре­выша­ет, как пра­вило, 7…8 ч. Вследс­твие это­го для по­выше­ния ре­сур­са плаз­мотро­нов в на­конеч­ни­ке за­креп­ля­ют спе­ци­альные смен­ные соп­ло­вые встав­ки.

 

6.5Технологические особенности резки

Ско­рость плаз­менно-ду­говой рез­ки воз­раста­ет с уве­личе­ни­ем мощ­ности ду­ги. Ско­рость воз­раста­ет в большей ме­ре при уве­личе­нии нап­ря­жения на ду­ге и в меньшей сте­пени при рос­те ра­боче­го то­ка ду­ги, по­выше­ние ко­торо­го при­водит к уве­личе­нию ши­рины ре­за. Ве­личи­на нап­ря­жения на ду­ге ха­рак­те­ризу­ет сте­пень про­ник­но­вения ду­ги в раз­ре­за­емый ме­талл, по­это­му с уве­личе­ни­ем тол­щи­ны раз­ре­за­емо­го ме­тал­ла не­об­хо­димо по­вышать нап­ря­жение на ду­ге. На­ибо­лее вы­год­но ре­зать ме­талл «жес­тки­ми» ду­гами (с вы­соким нап­ря­жени­ем ре­жущей ду­ги), что обес­пе­чива­ет большие ско­рос­ти рез­ки и ка­чес­тво по­вер­хнос­ти ре­за. Бо­лее лег­кие ме­тал­лы с меньшей теп­ло­ем­костью ме­тал­ла и меньшей теп­лопро­вод­ностью раз­ре­за­ют­ся с больши­ми ско­рос­тя­ми. При пря­моли­нейной раз­де­лительной плаз­менно-ду­говой рез­ке ско­рость рез­ки мо­жет быть вы­ше на 20…30%, чем при вы­рез­ке фи­гур­ных де­талей из лис­то­вой ста­ли.

При оп­ти­мальных ре­жимах плаз­менно-ду­говой рез­ки ка­чес­тво по­вер­хнос­ти ре­за не ус­ту­па­ет ка­чес­тву по­вер­хнос­ти при кис­ло­род­ной рез­ке ме­тал­лов, за ис­клю­чени­ем не­пер­пенди­куляр­ности. В со­от­ветс­твии с ГОСТ 14792—80 ка­чес­тво плаз­менно-ду­говой рез­ки оце­нива­ют сле­ду­ющи­ми ос­новны­ми по­каза­теля­ми: раз­мерный до­пуск, не­пер­пенди­куляр­ность ре­за, ше­рохо­ватость по­вер­хнос­ти, глу­бина ЗТВ. Для каж­до­го по­каза­теля в за­виси­мос­ти от тол­щи­ны раз­ре­за­емо­го ме­тал­ла ус­та­нав­ли­ва­ют­ся три нор­ми­ру­емых по­каза­теля ка­чес­тва и точ­ности, оп­ре­деля­ющих наз­на­чение и ус­ло­вия ис­пользо­вания ре­зов. Класс 1 предъяв­ля­ет са­мые вы­сокие тре­бова­ния к ка­чес­тву по­вер­хнос­ти плаз­менно-ду­говой рез­ки; класс 2 со­от­ветс­тву­ет тре­бова­ни­ям, ре­ально дос­ти­га­емым в про­из­водс­твен­ных ус­ло­ви­ях; класс 3 предъяв­ля­ет ми­нимальные тре­бова­ния к пре­дельным зна­чени­ям по­каза­телей.

Для обес­пе­чения вы­соких ка­чес­тва ре­за и про­из­во­дительнос­ти рез­ки не­об­хо­димо тща­тельное про­веде­ние под­го­тови­тельных опе­раций, ко­торые на­чина­ют­ся с тран­спор­ти­рова­ния ме­тал­ла к мес­ту рез­ки. При тран­спор­ти­рова­нии дол­жны быть при­няты ме­ры, ис­клю­ча­ющие де­фор­ма­цию лис­то­вого ме­тал­ла и пов­режде­ние его по­вер­хнос­ти. Это осо­бен­но от­но­сит­ся к тон­ко­му мяг­ко­му лис­то­вому ме­тал­лу, нап­ри­мер алю­минию и не­кото­рым его спла­вам, ме­ди и др. Та­кой ме­талл це­лесо­об­разно тран­спор­ти­ровать на спе­ци­альных те­леж­ках; при тран­спор­ти­рова­нии кра­ном сле­ду­ет при­менять пнев­ма­тичес­кие при­сосы, рав­но­мер­но раз­ме­ща­емые по по­вер­хнос­ти ме­тал­ла.

Пе­ред рез­кой для уменьше­ния ды­мо­об­ра­зова­ния и по­выше­ния ка­чес­тва ре­за по­вер­хность лис­то­вого ме­тал­ла очи­ща­ют от бу­маги и кон­серви­ру­ющей смаз­ки; при ре­мон­тных или де­мон­тажных ра­ботах по­вер­хность ме­тал­ла пе­ред рез­кой мож­но не очи­щать. В мес­те на­чала ре­за не­об­хо­димо уда­лить крас­ку, а так­же ржав­чи­ну в це­лях обес­пе­чения элек­три­чес­ко­го кон­такта фа­кела вспо­мога­тельной ду­ги с этим учас­тком.

Об­ра­баты­ва­емый ме­талл дол­жен на­деж­но кон­такти­ровать с по­ложи­тельным (за­зем­ля­ющим) про­водом. Ес­ли нельзя га­ран­ти­ровать на­деж­ный кон­такт, це­лесо­об­разно под­во­дить по­ложи­тельный про­вод к кон­так­тной струб­ци­не, у­креп­ля­емой на раз­ре­за­емом из­де­лии.

Для руч­ной или по­лу­ав­то­мати­чес­кой рез­ки де­тали раз­ме­ча­ют про­чер­чи­вани­ем и кер­не­ни­ем кон­ту­ра с ша­гом меж­ду точ­ка­ми 10…20 мм. Ме­ловая раз­метка не обес­пе­чива­ет точ­но­го вос­про­из­ве­дения кон­ту­ра и с по­вер­хнос­ти не­кото­рых ме­тал­лов лег­ко сти­ра­ет­ся (сду­ва­ет­ся). При раз­метке де­талей учи­тыва­ют при­пус­ки на рез­ку в за­виси­мос­ти от наз­на­чения вы­реза­емых де­талей.

В большинс­тве слу­ча­ев при ма­шин­ной раз­де­лительной рез­ке под­го­тови­тельную опе­рацию раз­метки за­меня­ют ко­пиро­вани­ем или прог­рам­мным кон­турным уп­равле­ни­ем.

При воз­бужде­нии ре­жущей ду­ги важ­но ус­та­новить плаз­мо­трон над на­чальной кром­кой раз­ре­за­емо­го ме­тал­ла или под­вести его к кром­ке с го­рящим фа­келом вспо­мога­тельной ду­ги та­ким об­ра­зом, что­бы, с од­ной сто­роны, обес­пе­чить воз­бужде­ние ре­жуще­го раз­ря­да без об­ра­зова­ния двойной ду­ги, а с дру­гой сто­роны, ис­клю­чить воз­можность не­пол­но­го про­реза­ния на­чальной кром­ки.

Для это­го плаз­мотрон ус­та­нав­ли­ва­ют над на­чальной кром­кой та­ким об­ра­зом, что­бы ось фор­ми­ру­юще­го соп­ла бы­ла от нее на рас­сто­янии 3…5 мм. При зна­чительном уве­личе­нии это­го рас­сто­яния фа­кел вспо­мога­тельной ду­ги мо­жет не обес­пе­чить элек­три­чес­ко­го кон­такта с раз­ре­за­емым ме­тал­лом. Ес­ли при этом и про­изойдет кон­такт, то столб ре­жущей ду­ги мо­жет от­кло­ниться в сто­рону кром­ки нас­только, что воз­никнет двойная ду­га. При за­дер­жке ре­зака на ка­кое-то вре­мя у кром­ки ду­га ус­пе­ет ее проп­ла­вить; при этом об­ра­зу­ет­ся по­луци­лин­дри­чес­кая ка­нав­ка большой ши­рины, по­это­му пос­ле воз­бужде­ния ре­жущей ду­ги не сле­ду­ет за­дер­жи­вать ре­зак у на­чальной кром­ки бо­лее чем на 2…5 с (в за­виси­мос­ти от тол­щи­ны ме­тал­ла). При вре­зании дви­жущим­ся плаз­мотро­ном не­об­хо­димо сле­дить за тем, что­бы ре­жущий плаз­мо­трон на­чал дви­гаться только тог­да, ког­да ре­жущая ду­га проп­ла­вит ме­талл по всей тол­щи­не. Не­соб­лю­дение это­го тре­бова­ния мо­жет при­вес­ти к на­чально­му неп­ро­резу и зат­рудне­ни­ям с от­де­лени­ем вы­резан­ной де­тали от об­ре­зи, а так­же выз­вать об­ра­зова­ние двойной ду­ги.

При вы­рез­ке внут­ренне­го кон­ту­ра флан­ца не­об­хо­димо про­бить на­чальное от­вер­стие. При рез­ке лис­то­вого ме­тал­ла сред­ней или ма­лой тол­щин на­чальное от­вер­стие мож­но по­лучить про­жига­ни­ем плаз­мотро­ном; для это­го за­жига­ют вспо­мога­тельную ду­гу. Плаз­мотрон дол­жен быть под­нят над точ­кой про­бив­ки от­вер­стия на рас­сто­яние, ис­клю­ча­ющее воз­бужде­ние ре­жущей ду­ги (за­зор меж­ду тор­цом плаз­мотро­на и раз­ре­за­емым ме­тал­лом сос­тавля­ет око­ло 50 мм). За­тем плаз­мотрон пос­те­пен­но опус­ка­ют до воз­никно­вения ре­жущей ду­ги, вновь при­под­ни­ма­ют на 4…6 мм и пе­реме­ща­ют в нап­равле­нии кон­ту­ра ре­за (или по кон­ту­ру) или вклю­ча­ют ра­бочий ход ре­жущей ма­шины. При этом по­ток вып­лавля­емо­го ме­тал­ла выб­ра­сыва­ет­ся в сто­рону, про­тиво­полож­ную нап­равле­нию рез­ки. Пос­ле про­бив­ки ме­тал­ла плаз­мотрон опус­ка­ют до 3…10 мм над по­вер­хностью из­де­лия. Та­ким об­ра­зом уда­ет­ся про­бивать от­вер­стия в ме­тал­ле тол­щи­ной до 40…50 мм, при этом не ис­клю­чена воз­можность пов­режде­ния на­конеч­ни­ка выб­ра­сыва­емым ме­тал­лом. От­вер­стия в лис­то­вом ме­тал­ле мож­но про­бивать по опи­сан­но­му ме­тоду, но с при­мене­ни­ем руч­но­го ре­зака с од­ним из ста­рых сопл, не ис­пользу­емых для рез­ки по кон­ту­ру.

При большой тол­щи­не лис­то­вого ме­тал­ла, в слу­ча­ях ког­да не­воз­можно про­бивать от­вер­стия с по­мощью плаз­мотро­на, на­чальное от­вер­стие зас­верли­ва­ют. Что­бы на­чальное от­вер­стие не уве­личи­вало ши­рины ре­за, ди­аметр его дол­жен быть меньше ши­рины на­меча­емо­го ре­за. При воз­бужде­нии ду­ги плаз­мотрон нем­но­го сме­ща­ют от оси от­вер­стия.

В про­цес­се рез­ки не­об­хо­димо под­держи­вать пос­то­ян­ное рас­сто­яние меж­ду тор­цом на­конеч­ни­ка плаз­мотро­на и по­вер­хностью раз­ре­за­емо­го ме­тал­ла. Это рас­сто­яние дол­жно быть ми­нимальным, так как с его уве­личе­ни­ем воз­раста­ет не­пер­пенди­куляр­ность кро­мок ре­за в его вер­хней час­ти. Од­на­ко при очень ма­лом рас­сто­янии соп­ло мо­жет выйти из строя от слу­чайных за­мыка­ний с круп­ны­ми брыз­га­ми ме­тал­ла, при­варив­шимся шла­ком. Обыч­но ука­зан­ное рас­сто­яние дол­жно сос­тавлять 3…10 мм. При ма­шин­ной рез­ке ре­комен­ду­ет­ся ис­пользо­вать сис­те­мы вер­ти­кально­го сле­жения (пла­вания) ре­жуще­го плаз­мотро­на.

В про­цес­се рез­ки о пра­вильнос­ти наз­на­чен­но­го ре­жима мож­но су­дить по по­току искр, выб­ра­сыва­емых из по­лос­ти ре­за (рис. 6.9). Ес­ли выб­ра­сыва­емый по­ток искр пер­пенди­куля­рен по­вер­хнос­ти лис­то­вого ме­тал­ла, то об­ра­зу­ющи­еся по­вер­хнос­ти кро­мок близ­ки к па­рал­лельным (рис. 6.9, а); ес­ли этот по­ток от­кло­ня­ет­ся в сто­рону, про­тиво­полож­ную дви­жению ре­зака, то не­пер­пенди­куляр­ность об­ра­зу­юще­гося ре­за не пре­выша­ет тре­бова­ний для клас­са 3 (рис. 6.9, б). Зна­чительное от­кло­нение по­тока искр от пер­пенди­куля­ра к по­вер­хнос­ти ре­за и сте­кание вып­лавлен­но­го ме­тал­ла в ви­де круп­ных ка­пель ука­зыва­ют на то, что ско­рость рез­ки близ­ка к пре­дельно воз­можной и мо­жет воз­никнуть не­пол­ное про­реза­ние (рис. 6.9, в). В этом слу­чае брыз­ги ме­тал­ла выб­ра­сыва­ют­ся вверх или в сто­рону ре­за.

Рис. 6.9.Контроль качества резки по факелу дуги:
а — небольшая скорость; б — оптимальная скорость; в — высокая скорость; 1 — плазмотрон; 2 — металл; 3 — факел дуги (стрелками показано направление резки)

При вы­рез­ке кон­ту­ра, в ко­тором пря­моли­нейные учас­тки соп­ря­га­ют­ся под уг­лом, в мес­те соп­ря­жения ско­рость рез­ки дол­жна быть уменьше­на до та­кой ве­личи­ны, при ко­торой об­ра­зу­ет­ся рез с па­рал­лельны­ми кром­ка­ми. Это же от­но­сит­ся к рез­ке де­талей с кри­воли­нейны­ми кон­ту­рами сред­ней и большой кри­виз­ны. При не­соб­лю­дении дан­но­го тре­бова­ния раз­ме­ры вы­резан­ной де­тали (по ниж­ней и вер­хней плос­костям) бу­дут зна­чительно от­ли­чаться от раз­ме­ров, за­дан­ных вследс­твие большо­го от­ста­вания. Обыч­но при кри­воли­нейной рез­ке ско­рость уменьша­ют на 25…30%. При пря­моли­нейной рез­ке ско­рость так­же уменьша­ют при за­вер­ше­нии ре­за, так как в про­тив­ном слу­чае воз­можно не­пол­ное про­реза­ние по тол­щи­не ме­тал­ла.

При наз­на­чении ре­жимов не­об­хо­димо учи­тывать осо­бен­ности рез­ки раз­личных ме­тал­лов: алю­миния и его спла­вов, ле­гиро­ван­ных и низ­ко­уг­ле­родис­тых ста­лей, ме­ди и ее спла­вов, ти­тана, ни­келя и двух­слойных ста­лей.

Алю­миний и его спла­вы склон­ны к об­ра­зова­нию ту­гоп­лавких ок­си­дов. Не­об­хо­димо обес­пе­чить уда­ление окис­ленно­го ме­тал­ла из по­лос­ти ре­за, его за­щиту от окис­ле­ния, а так­же выб­рать ус­ло­вия, спо­собс­тву­ющие об­ра­зова­нию оп­лавлен­ной плен­ки ми­нимальной тол­щи­ны. Алю­миний в рас­плав­ленном сос­то­янии ак­тивно пог­ло­ща­ет во­дород, по­это­му очень важ­но, что­бы ли­той учас­ток на кром­ке ре­за алю­миния был ми­нимальных раз­ме­ров.

Алю­мини­евые спла­вы тол­щи­ной 5…20 мм мож­но ре­зать в азо­те или воз­ду­хе. Ка­чес­тво рез­ки ухуд­ша­ет­ся при об­ра­бот­ке алю­мини­евых спла­вов тол­щи­ной 60 мм и бо­лее. Алю­миний тол­щи­ной 30…160 мм це­лесо­об­разнее ре­зать в азот­но-во­дород­ных сме­сях. Для по­луче­ния по­вер­хнос­тей ре­зов с ми­нимальной ше­рохо­ватостью алю­миний ре­жут в ар­го­ново­дород­ных сме­сях. Ка­чес­тво по­вер­хнос­ти ре­за за­висит от со­дер­жа­ния во­доро­да в сме­си. При ма­лом со­дер­жа­нии во­доро­да по­вер­хность по­луча­ет­ся ше­рохо­ватой и у ниж­ней кром­ки скап­ли­ва­ет­ся сте­ка­ющий ме­талл. Вы­сокое ка­чес­тво по­вер­хнос­ти обес­пе­чива­ет­ся при ис­пользо­вании ар­го­новой сме­си, со­дер­жа­щей 35…50% во­доро­да. Ка­чес­тво по­вер­хнос­тей по всей тол­щи­не ре­за прак­ти­чес­ки рав­но­цен­но. На­теки на ниж­них кром­ках рез­ко уменьша­ют­ся. При со­дер­жа­нии в сме­си бо­лее 60% во­доро­да на по­вер­хнос­тях ре­за по­яв­ля­ют­ся глу­бокие штри­хи. У вер­хней кром­ки ре­за наб­лю­да­ет­ся ок­сидная плен­ка, за­тека­ющая с по­вер­хнос­ти лис­то­вого ме­тал­ла; у ниж­ней кром­ки вновь по­яв­ля­ют­ся на­теки ме­тал­ла.

В оп­лавлен­ном слое алю­мини­ево-маг­ни­евых спла­вов наб­лю­да­ет­ся рав­но­мер­ное по тол­щи­не ре­за вы­гора­ние маг­ния. Внеш­ний приз­нак вы­гора­ния — ин­тенсив­ное вы­деле­ние бе­лого ды­ма. При рез­ке этих спла­вов не­об­хо­димо точ­ное соб­лю­дение ре­жимов рез­ки. Ре­зы вы­соко­го ка­чес­тва мо­гут быть по­луче­ны при мак­си­мально воз­можной ско­рос­ти рез­ки и со­дер­жа­нии в ар­го­новой сме­си 50% во­доро­да. Для рез­ки алю­мини­ево-мар­ганце­вых спла­вов и спла­вов ти­па ду­ралю­мина ис­пользу­ют сме­си с меньшим со­дер­жа­ни­ем во­доро­да, а так­же азот и его сме­си и воз­дух.

Плаз­менно-ду­говую рез­ку ра­ци­онально ис­пользо­вать для ле­гиро­ван­ных ста­лей тол­щи­ной ме­нее 100 мм. Ра­бочим га­зом для плаз­менно-ду­говой рез­ки кор­ро­зи­он­но-стойкой ста­ли тол­щи­ной до 50…60 мм яв­ля­ют­ся кис­ло­род­со­дер­жа­щие га­зы — сжа­тый воз­дух или смесь азо­та с кис­ло­родом. На­именьшая ше­рохо­ватость по­вер­хнос­ти ре­за кор­ро­зи­он­но-стойкой ста­ли тол­щи­ной 16…40 мм дос­ти­га­ет­ся при рез­ке в азо­тово­дород­ных сме­сях. При рез­ке ста­ли не­большой тол­щи­ны зат­ра­чива­ет­ся большое ко­личес­тво азо­та, что пред­уп­режда­ет об­ра­зова­ние нап­лы­вов на ниж­ней кром­ке; сталь тол­щи­ной бо­лее 50…60 мм ре­жут в азот­ных сме­сях, со­дер­жа­щих кис­ло­род или во­дород.

Ра­бочим га­зом при ско­рос­тной без­гра­товой плаз­менно-ду­говой рез­ке кор­ро­зи­он­но-стойких ста­лей яв­ля­ет­ся смесь кис­ло­рода, со­дер­жа­щего 20…25% азо­та. Ре­зы хро­мони­келе­вых ста­лей, вы­пол­ненные од­ним из ука­зан­ных спо­собов, мож­но сва­ривать пос­ле за­чис­тки ме­тал­ли­чес­кой щет­кой без до­пол­ни­тельной ме­хани­че­ской об­ра­бот­ки. Ес­ли кром­ки ре­за бу­дут ра­ботать в осо­бо аг­рессив­ных сре­дах или при по­вышен­ных тем­пе­рату­рах, ин­тенси­фици­ру­ющих кор­ро­зию, а так­же ес­ли в этих ус­ло­ви­ях пред­по­лага­ет­ся ис­пользо­вание свар­ных со­еди­нений, вы­пол­ненных по кром­кам, под­го­тов­ленным плаз­менно-ду­говой рез­кой, пред­почти­тельнее при­мене­ние ар­го­ново­дород­ных сме­сей.

В ка­чес­тве ра­бочих га­зов при плаз­менно-ду­говой рез­ке низ­ко­уг­ле­родис­тых ста­лей тол­щи­ной до 50 мм при­меня­ют сжа­тый воз­дух, кис­ло­род или кис­ло­род­со­дер­жа­щие сме­си. Ста­ли мож­но так­же ре­зать в азо­те или в азот­но-во­дород­ных сме­сях. При ис­пользо­вании во­дород­со­дер­жа­щих плаз­мо­об­ра­зу­ющих сме­сей плаз­менно-ду­говая рез­ка низ­ко­уг­ле­родис­тых ста­лей прак­ти­чес­ки не от­ли­ча­ет­ся от рез­ки кор­ро­зи­он­но-стойких ста­лей, од­на­ко при этом ско­рос­ти рез­ки уменьша­ют­ся при­мер­но на 20%. При рез­ке ста­лей тол­щи­ной ме­нее 20 мм в азо­те и азот­но-во­дород­ных сме­сях ка­чес­тво по­вер­хнос­тей ре­зов низ­кое.

При рез­ке мед­ных лис­тов и по­лос мощ­ность ду­ги дол­жна быть вы­ше, чем при рез­ке ста­лей. В ка­чес­тве плаз­мо­об­ра­зу­юще­го га­за в этом слу­чае при­меня­ют сжа­тый воз­дух и азот­ные сме­си с вы­соким со­дер­жа­ни­ем во­доро­да. Ка­чес­тво по­вер­хнос­тей ре­за при рез­ке в этих сре­дах оди­нако­вое. За­мече­но, что при воз­душно-плаз­менной рез­ке ме­ди на по­вер­хнос­ти ре­за об­ра­зу­ет­ся лег­ко­уда­ля­емый хруп­кий стек­ло­вид­ный грат. Для рез­ки ме­ди не­больших и сред­них тол­щин пред­почти­тельнее воз­душно-плаз­менная рез­ка при си­ле то­ка 350…400 А. Кром­ки ре­за мед­ных лис­тов за­чища­ют на глу­бину 0,8…1,5 мм.

При рез­ке ла­туни ис­пользу­ют те же ра­бочие га­зы, что и при рез­ке ме­ди; ско­рость рез­ки мо­жет быть уве­личе­на по срав­не­нию со ско­ростью рез­ки ме­ди на 25…30%. При рез­ке на оп­ти­мальных ре­жимах кром­ки ре­за име­ют ров­ные и глад­кие по­вер­хнос­ти, не тре­бу­ющие в большинс­тве слу­ча­ев ме­хани­чес­кой об­ра­бот­ки. В осо­бо от­ветс­твен­ных слу­ча­ях, а так­же пос­ле воз­душно-плаз­менной рез­ки кром­ки за­чища­ют на глу­бину до 0,5…1,0 мм.

Пос­ле плаз­менно-ду­говой рез­ки ти­тана, ре­комен­ду­емой только в ка­чес­тве за­гото­вительной, не­об­хо­дима ме­хани­чес­кая об­ра­бот­ка. На­ибольшая про­из­во­дительность дос­ти­га­ет­ся при при­мене­нии азот­но-воз­душной сме­си и чис­то­го азо­та. Кром­ки ре­за по­луча­ют­ся ров­ны­ми, чис­ты­ми, без гра­та и на­теков. В ме­тал­ле, при­лега­ющем к кром­кам, на глу­бине 0,1…0,2 мм наб­лю­да­ет­ся по­вышен­ное со­дер­жа­ние га­зов по срав­не­нию с со­дер­жа­ни­ем в ос­новном ме­тал­ле: в 1,5 ра­за кис­ло­рода; в 7—10 раз азо­та; в 4— 8 раз во­доро­да. Оп­лавлен­ный слой не­об­хо­димо сни­мать на глу­бину 0,3…0,8 мм.

6.6Оборудование для плазменно-дуговой резки

В сос­тав обо­рудо­вания для плаз­менно-ду­говой рез­ки вхо­дят ре­жущий плаз­мотрон, пульт га­зовый с га­зоре­гули­ру­ющей и из­ме­рительной ап­па­рату­рой, блок элек­тро­обо­рудо­вания, ис­точник пи­тания, ус­тройство пе­ред­ви­жения плаз­мотро­на. Для плаз­менно-ду­говой рез­ки при­меня­ют­ся те же ти­пы ма­шин, что и для кис­ло­род­ной рез­ки.

Для дос­ти­жения вы­сокой ста­бильнос­ти го­рения ду­ги и ус­тойчи­вос­ти про­цес­са рез­ки ис­точник пи­тания дол­жен иметь кру­топа­да­ющую вольт-ам­перную ха­рак­те­рис­ти­ку и по­вышен­ное нап­ря­жение хо­лос­то­го хо­да (рис. 6.10).

Рис. 6.10.Вольт-амперные характеристики источника тока для плазменно-дуговой резки

В со­от­ветс­твии с ГОСТ 12221—79 в за­виси­мос­ти от наз­на­чения (руч­ная или ме­хани­зиро­ван­ная рез­ка) и тре­бова­ний к ка­чес­тву по­вер­хнос­ти оте­чес­твен­ная про­мыш­ленность вы­пус­ка­ет уни­вер­сальную ап­па­рату­ру для плаз­менно-ду­говой рез­ки.

В со­от­ветс­твии с пра­вила­ми тех­ни­ки бе­зопас­ности руч­ная ап­па­рату­ра для плаз­менно-ду­говой рез­ки вы­пус­ка­ет­ся на нап­ря­жение без наг­рузки до 180 В, в обо­рудо­вании для ме­хани­зиро­ван­ной рез­ки ис­пользу­ет­ся бо­лее вы­сокое нап­ря­жение. Нап­ря­жение без наг­рузки ис­точни­ка оп­ре­деля­ет ди­апа­зон тол­щин раз­ре­за­емо­го ме­тал­ла; ис­точни­ки с нап­ря­жени­ем 180 В поз­во­ля­ют раз­ре­зать алю­мини­евые спла­вы тол­щи­ной до 80 мм, а медь и сталь — до 60 мм.

Для ме­хани­зиро­ван­ной воз­душно-плаз­менной рез­ки вы­пус­ка­ют­ся ус­та­нов­ки «Ки­ев-5», «Ки­ев-6», АПР-404. Ис­точни­ки то­ка ус­та­новок «Ки­ев-5» и «Ки­ев-6» вы­пол­не­ны на ба­зе кру­топа­да­ющей вольт-ам­перной ха­рак­те­рис­ти­ки, ко­торая обес­пе­чива­ет­ся сис­те­мой уп­равле­ния. В про­мыш­леннос­ти ра­бота­ет так­же большое ко­личес­тво ус­та­новок пре­дыду­щего по­коле­ния: АПР 402 и АПР-403 с дрос­се­лями на­сыще­ния, ко­торые обес­пе­чива­ют кру­топа­да­ющую ха­рак­те­рис­ти­ку.

Для под­жи­гания де­жур­ной ду­ги в бло­ке пи­тания име­ет­ся ис­точ­ник пи­тания це­пи ка­тод—анод вы­соко­час­тотным раз­ря­дом. В ком­плект пос­тавки ус­та­новок «Ки­ев-5», «Ки­ев-6» вхо­дит ре­зак ВПР-15, в ком­плект ус­та­нов­ки АПР-404 вхо­дит ре­зак ПВР-402. Ус­та­нов­ки име­ют пульт уп­равле­ния, обес­пе­чива­ющий кон­троль и ре­гули­ров­ку энер­ге­тичес­ких и га­зовых па­рамет­ров.

Для руч­ной воз­душно-плаз­менной рез­ки при­меня­ет­ся мо­бильный аг­ре­гат воз­душно - плаз­менной рез­ки (МАВР), ко­торый поз­во­ля­ет про­водить рез­ку низ­ко­уг­ле­родис­тых, кор­ро­зи­он­но-стойких ста­лей, алю­миния и дру­гих ме­тал­лов в ши­роком ди­апа­зоне тол­щин. Ис­точник пи­тания МАВР-150 вы­пол­нен на ос­но­ве схе­мы вы­соко­час­тотно­го тран­зистор­но­го ин­верто­ра.

Да­лее пи­веде­ны тех­ни­чес­кие ха­рак­те­рис­ти­ки ис­точни­ка пи­тания МАВР-150:

· Вход­ное нап­ря­жение, В380

· Ди­апа­зон вы­ход­ных то­ков, А:

· I сту­пень50

· II сту­пень100

· III сту­пень150

· Пот­ребля­емая мощ­ность, кВ·А, не бо­лее25

· Тол­щи­на ре­за, мм50

· Ко­эф­фи­ци­ент мощ­ности0,91

· Пе­ри­одич­ность вклю­чения при 10-ми­нут­ном цик­ле и то­ке 150 А, %60

· Мас­са, кг45

Руч­ную плаз­менно-ду­говую рез­ку при­меня­ют в ос­новном при рез­ке ме­тал­ла не­большой тол­щи­ны. В ком­плект пос­тавки ус­та­новок вхо­дят плаз­мо­рез, ка­бель-шлан­го­вый па­кет, кол­лектор и за­жигал­ка. Кноп­ки вклю­чения то­ка ду­ги, вен­ти­ли и ры­чаги по­дачи плаз­мо­об­ра­зу­юще­го га­за мон­ти­ру­ют на ру­ко­ят­ке ре­жуще­го плаз­мотро­на. Ре­жущая ду­га воз­бужда­ет­ся крат­ковре­мен­ным за­мыка­ни­ем элек­троп­ро­водя­щим стер­жнем про­межут­ка ка­тод—соп­ло. Ап­па­рату­ра это­го ти­па ра­бота­ет от ис­точни­ков пи­тания ВКС-500, ВДГ-501, вы­пус­ка­емых для ду­говой свар­ки, или вра­ща­ющих­ся сва­роч­ных пре­об­ра­зова­телей ПСО-500 и др.

Контрольные вопросы

1. В чем сущ­ность плаз­менной рез­ки?

2. В ка­ких сре­дах осу­щест­вля­ет­ся плаз­менная рез­ка?

3. На­зови­те ос­новные эле­мен­ты конс­трук­ции плаз­мотро­нов для рез­ки.

4. В чем сос­то­ит осо­бен­ность плаз­менной рез­ки?

5. Ка­кие ма­тери­алы под­верга­ют­ся плаз­менной рез­ке?

 

 

Приложение

Составы, обозначения и области применения газовых смесей при дуговой сварке

Рас­смот­рим сос­та­вы га­зовых сме­сей, ча­ще все­го при­меня­емых при ду­говой свар­ке в за­щит­ном га­зе.

За­щит­ные га­зовые сме­си для свар­ки пла­вящим­ся элек­тро­дом:

§ га­зовая смесь К-2(Pureshield P31). На­ибо­лее уни­вер­сальная из всех сме­сей для уг­ле­родис­то-конс­трук­ци­он­ных ста­лей. Сос­то­ит из 82% ар­го­на и 18% уг­ле­кис­ло­го га­за. Под­хо­дит прак­ти­чес­ки для всех ти­пов ма­тери­алов;

§ га­зовая смесь К-3.1(Argoshield 5). Сос­то­ит из 92% ар­го­на, 6% уг­ле­кис­ло­го га­за и 2% кис­ло­рода. Раз­ра­бота­на для свар­ки лис­то­вых и уз­копро­фильных (сор­то­вых) ста­лей. Да­ет ус­тойчи­вую ду­гу с низ­ким уров­нем раз­брыз­ги­вания и плос­ким глад­ким про­филем свар­но­го шва. Смесь обес­пе­чива­ет глу­бокое проп­лавле­ние и иде­ально под­хо­дит для свар­ки лис­то­вого ме­тал­ла;

§ га­зовая смесь К-3.2(Argoshield ТС). Сос­то­ит из 86% ар­го­на, 12% уг­ле­кис­ло­го га­за и 2% кис­ло­рода. Да­ет ус­тойчи­вую ду­гу с ши­рокой зо­ной наг­ре­ва и хо­рошим про­варом про­филя, под­хо­дит для глу­боко­го проп­лавле­ния, свар­ки ко­рот­ких швов и для нап­лавки. Мо­жет ис­пользо­ваться для свар­ки во всех прос­транс­твен­ных по­ложе­ни­ях. Иде­ально под­хо­дит для по­лу­ав­то­мати­чес­кой (руч­ной), ав­то­мати­чес­кой и ро­боти­зиро­ван­ной свар­ки;

§ га­зовая смесь К-3.3(Argoshield 20). Сос­то­ит из 78% ар­го­на, 20% уг­ле­кис­ло­го га­за и 2% кис­ло­рода. Спе­ци­ально раз­ра­бота­на для глу­боко­го проп­лавле­ния ши­роко­го ас­сорти­мен­та про­филей. Хо­рошо под­хо­дит для нап­лавки и свар­ки тол­стых про­кат­ных (сор­то­вых) ста­лей;

§ га­зовая смесь НП-1(Helishield H1). Сос­то­ит из 85% ге­лия, 13,5% ар­го­на и 1,5% уг­ле­кис­ло­го га­за. Да­ет ве­лико­леп­ные чис­тые швы с глад­ким про­филем и нез­на­чительное (ли­бо не да­ет сов­сем) окис­ле­ние по­вер­хнос­ти. Иде­ально под­хо­дит для тон­ких ма­тери­алов, ког­да вы­сокая ско­рость про­хода да­ет низ­кий уро­вень де­фор­ма­ции (ис­крив­ле­ния) ме­тал­ла;

§ га­зовая смесь НП-2(Helishield H7). Сос­то­ит из 55% ге­лия, 43% ар­го­на и 2% уг­ле­кис­ло­го га­за. Обес­пе­чива­ет низ­кий уро­вень сва­роч­но­го ар­ми­рова­ния и вы­сокую ско­рость свар­ки. Хо­рошо под­хо­дит для ав­то­мати­чес­кой свар­ки и при­мене­ния ро­ботов-ав­то­матов с ис­пользо­вани­ем ши­роко­го спек­тра тол­щин сва­рива­емых ма­тери­алов;

§ га­зовая смесь НП-3(Helishield H101). Сос­то­ит из 38% ге­лия, 60% ар­го­на и 2% уг­ле­кис­ло­го га­за. При­да­ет ста­бильность ду­ге, что обес­пе­чива­ет низ­кий уро­вень раз­брыз­ги­вания и сни­жа­ет ве­ро­ят­ность по­яв­ле­ния де­фек­тов шва. Смесь ре­комен­ду­ет­ся для свар­ки ма­тери­алов тол­щи­ной бо­лее 9 мм.

За­щит­ные га­зовые сме­си для свар­ки неп­ла­вящим­ся (вольфра­мовым) элек­тро­дом:

§ га­зовая смесь НН-1(Helishield H3). Инер­тная га­зовая смесь, сос­то­ящая из 30% ге­лия и 70% ар­го­на. Смесь да­ет бо­лее эф­фектив­ный наг­рев, чем ар­гон. Уве­личи­ва­ют­ся проп­лавле­ние и ско­рость свар­ки. По­луча­ет­ся бо­лее ров­ная по­вер­хность шва и, сле­дова­тельно, меньшее ис­пользо­вание сва­роч­ной про­воло­ки;

§ га­зовая смесь НН-2(Helishield H5). Инер­тная га­зовая смесь, сос­то­ящая из 50% ге­лия и 50% ар­го­на. На­ибо­лее уни­вер­сальная га­зовая смесь, под­хо­дит для свар­ки ма­тери­алов прак­ти­чес­ки лю­бой тол­щи­ны;

§ га­зовая смесь НН-3 (Helishield H2). Инер­тная га­зовая смесь, сос­то­ящая из 70% ге­лия и 30% ар­го­на, на­ибо­лее при­мени­ма для свар­ки тон­ких ма­тери­алов. Вы­сокое со­дер­жа­ние ге­лия пре­дос­тавля­ет бо­лее про­дук­тивную сва­роч­ную ду­гу. Ис­пользо­вание этой сме­си для свар­ки тон­ких ма­тери­алов мо­жет су­щес­твен­но сок­ра­тить по­рис­тость, уве­личить ско­рость свар­ки и уменьшить (воз­можно, пол­ностью ус­тра­нить) не­об­хо­димость по­дог­ре­ва.

В табл. П.1 при­веде­ны га­зовые сва­роч­ные сме­си и ре­комен­ду­емая об­ласть их при­мене­ния, а в табл. П.2 — ре­комен­ду­емые за­щит­ные га­зовые сме­си для свар­ки пла­вящим­ся элек­тро­дом в за­виси­мос­ти от ти­па и тол­щи­ны ме­тал­ла.

Таблица П.1. Газовые сварочные смеси и рекомендуемые области их применения
Сос­тав га­зовой сва­роч­ной сме­си	Сва­рива­емые ма­тери­алы	Об­ласть при­мене­ния
(80…95)% Ar + (20…5)% СО2	Уг­ле­родис­тые и ле­гиро­ван­ные конс­трук­ци­он­ные ста­ли	Kапельный или струйный пе­ренос элек­трод­но­го ме­тал­ла. Ста­бильность ду­ги. Свар­ка ме­тал­лов ши­роко­го спек­тра тол­щин
92% Ar + 6% СО2 + 2% О2	Уг­ле­родис­тые и ле­гиро­ван­ные конс­трук­ци­он­ные ста­ли	Kапельный или струйный пе­ренос элек­трод­но­го ме­тал­ла. Иде­ально под­хо­дит для свар­ки ме­тал­лов ма­лых тол­щин
85% Не + 13,5% Ar + 1,5% СО2	Ле­гиро­ван­ные и уг­ле­родис­тые конс­трук­ци­он­ные ста­ли	Свар­ка пульси­ру­ющей ду­гой. Да­ет чис­тые швы с глад­ким про­филем с не­зна­чительным окис­ле­ни­ем по­вер­хнос­ти. При­меня­ет­ся для тон­ких ма­тери­алов, где вы­сокая ско­рость свар­ки да­ет низ­кий уро­вень де­фор­ма­ции ме­тал­ла
55% Не + 43% Ar + 2% СО2	Ле­гиро­ван­ные и уг­ле­родис­тые конс­трук­ци­он­ные ста­ли	Низ­кий уро­вень альфи­ро-ва­ния ме­тал­ла шва и око­лошов­ной зо­ны. Под­хо­дит для ши­роко­го спек­тра тол­щин
38% Не + 60% Ar + 2% СО2	Ле­гиро­ван­ные и уг­ле­родис­тые конс­трук­ци­он­ные ста­ли	Kапельный или струйный пе­ренос элек­трод­но­го ме­тал­ла. При­да­ет ста­бильность ду­ге, что обес­пе­чива­ет низ­кий уро­вень раз­брыз­ги­вания и сни­жа­ет ве­ро­ят­ность по­яв­ле­ния де­фек­тов в ме­тал­ле шва
70% Ar + 30% Не	Цвет­ные ме­тал­лы и их спла­вы. Сред­не- и вы­соко­леги­рован­ные ста­ли	Инер­тная га­зовая смесь. Обес­пе­чива­ет бо­лее эф­фектив­ный наг­рев, чем при за­щите чис­тым ар­го­ном. Уве­личи­ва­ет ско­рость свар­ки. Обес­пе­чива­ет глу­бокий про­вар, низ­кую по­рис­тость и ров­ную по­вер­хность свар­но­го шва
50% Ar + 50% Не	Цвет­ные ме­тал­лы и их спла­вы. Сред­не- и вы­соко­леги­рован­ные ста­ли	Инер­тная, на­ибо­лее уни­вер­сальная га­зовая смесь для свар­ки ма­тери­алов лю­бой тол­щи­ны
30% Ar + 70% Не	Цвет­ные ме­тал­лы и их спла­вы. Сред­не- и вы­соко­леги­рован­ные ста­ли	Инер­тная смесь для свар­ки тол­стых ма­тери­алов. Поз­во­ля­ет су­щес­твен­но уве­личить ско­рость свар­ки, уменьшить по­рис­тость и сни­зить тем­пе­рату­ру со­путс­тву­юще­го по­дог­ре­ва. Обес­пе­чива­ет по­луче­ние швов с бо­лее глу­боким проп­лавле­ни­ем по срав­не­нию с чис­тым ар­го­ном