Особенности некоторых плазмообразующих газов
На сегодняшний день существует множество способов механической обработки металлических заготовок. Каждый из них предполагает использование специального оборудования со специфической структурой и способом применения. При этом как любой сверлильный станок с ЧПУ, так и каждый современный аппарат плазменной резки, использует в своей работе дополнительные приспособления, инструменты и вещества.
Большой интерес для металлургической промышленности представляет сегодня состав плазмообразующего газа в плазменной резке. На практике их применяют множество, но мы рассмотрим наиболее распространённые:
- Аргон
Являет собой инертный одноатомный газ и характеризуется низкой теплопроводностью, благодаря которой он хорошо защищает сопло и вольфрамовый электрод от разрушения и перегрева. К сожалению, аргон имеет низкую эффективность в образовании тепловой энергии из электрической и самую низкую напряженность поля столба дуги. Из-за этого при одинаковом токе в дуге аргона возникает на 1 сантиметр её длины меньше энергии по сравнению с использованием других газов. - Азот
Считается самым подходящим на сегодняшний день двухатомным газом, применяемым для стабилизации плазменной дуги. Напряжённость поля столба дуги в нём несколько выше, чем в аргоне, потому его использование значительно увеличивает эффективность образования тепловой энергии из электрической. Однако азот снижает стойкость вольфрамового электрода. - Гелий
Это инертный одноатомный газ, способный обеспечить вольфрамовому электроду отличные защитные свойства от окисления. В отличие от аргона, он характеризуется большой теплопроводностью, потому при использовании его в чистом виде происходит очень быстрый нагрев сопла и его последующее разрушение. Данный газ также обеспечивает более высокую (в 4 раза) напряжённость поля столба дуги. Кроме того, по сравнению с аргоном он является более эффективным преобразователем энергии дуги в тепло. - Воздух (в частности, кислород)
Является сильным окислителем большинства металлов, что ставит его выше азота по значимости в процессах плазменной резки заготовок. Скорость обработки низколегированных и углеродистых сталей с ним возрастает в 1,5 раза. Кислород обеспечивает гораздо более низкую напряжённость поля дуги, поэтому он менее эффективен в образовании тепловой энергии. Кислород в процессе своего использования не только окисляет обрабатываемый металл, но и снижает стойкость сопла и катода по сравнению с их стойкостью на воздухе. Максимальный износ этих дух деталей наблюдается при возникновении двойной дуги. В результате резка с использованием кислорода менее устойчива и надёжна, чем с использованием воздуха. - Водород
Это двухатомный газ, характеризующийся высокой напряжённостью поля столба дуги. Процессы ионизации и диссоциации у водорода протекают при более низких температурах, чем у гелия или аргона. Однако, как и гелий, он имеет высокую теплопроводность, потому считается одним из лучших преобразователей дуговой энергии в тепло. При этом в случае его использования в чистом виде происходит разрушение сопла из-за его чрезмерно быстрого нагрева. По этой причине водород обычно применяется в качестве добавки к азоту и аргону. Так, аргоноводородная смесь в пропорции два к одному позволит повысить почти в два раза тепловую мощность столба дуги по сравнению с обычной смесью аргона и азота.