Plazma ve strojírenství

Prezentace na téma: "Plazma ve strojírenství"— Transkript prezentace:

1 Plazma ve strojírenství

2 Plazma tvoří až 99 % pozorované hmoty vesmíru
Plazma ve formě blesku, polární záře, uvnitř zářivek a tzv. neonů, plazma tvoří také hvězdy, mlhoviny

3 Blesk

4 Polární záře

5 Plazma 4. skupenství hmoty vysoce ionizovaný plyn
vysoká teplota °C elektrická vodivost

6

7 Plazmové plyny Plazmové plyny Ar Ar + He Ar + H2
Fokusační a ochranné plyny Ar + N2

8 Plazmové plyny Přivádí se do elektrického oblouku
Dochází k ionizaci a disociaci jednoatomový argon Dvouatomový vodík, dusík, kyslík a vzduch

9 Fokusační plyny zaostřují paprsek plazmatu po jeho výstupu z trysky hořáku argon, dusík nebo směs argonu a vodíku, popř. argonu a dusíku

10 Asistentní plyny obklopují paprsek plazmatu a pracovní místo na obrobku a chrání je před účinkem atmosféry argon a dusík

11 Plazmový hořák

12 Svařované materiály Všechny druhy ocelí Cu Al Ti Mo Ni

13 Způsoby svařování Plazma Plazma + MIG Mikroplazmové svařování
S pomocnou elektrodou, malý elektrický proud S pomocnou elektrodou, velký elektrický proud Bez pomocné elektrody Mikroplazmové svařování Malý elektrický proud Použití na tenké folie od 0,01 mm

14 Schéma svařování plazmou

15 Systém plazma + MIG S pomocnou elektrodou, malý elektrický proud

16 Systém plazma + MIG S pomocnou elektrodou, velký el. proud

17 Systém plazma + MIG S pomocnou elektrodou, velký el. proud
Vlivem velkého proudu a šikmé W elektrody se vychýlí konec drátu a začne rotovat kolem osy hořáku. Oblouk zasáhne větší plochu a sníží se výrazně hloubka svaru

18 Plazmové navařování

19 Svařování plazmou stabilní svařovací proces
hořák s intenzivně chlazenou hubicí Ve srovnání s laserovým paprskem má plazmový oblouk nižší koncentraci energie nesrovnatelně vyšší energetickou účinnost nižší celkové provozní náklady podobá metodě TIG (WIG)

20 Schéma svařování plazmou

21 Schéma stroje pro svařování plazmatem
1 – kontrolní a řídicí systém 2 – stabilizační plyn 3 – zdroj pracovního elektrického oblouku 4 – anody 5 – místo svaru 6 – regulátor tlaku 7 – zásobník plynu, 8 – systém ovládání pohybů mechanických částí stroje, 9 – podávání svařovacího drátu 10 – katoda 11 – zdroj pomocného elektrického oblouku

22 Řežeme plazmatem

23 Obrábění plazmatem ohřev nebo tavení materiálu za extrémně vysokých teplot nad 1 000 °C Oblouk hoří mezi netavící se katodou vyrobenou z wolframu a anodou, kterou tvoří obráběný materiál nebo těleso hořáku

24 Řezání oceli plazmou

25 Plazmové hořáky

26 Hořák s plynovou stabilizací transferovým obloukem
1 – těleso hořáku 2 – katoda 3 – přívod plynu (argon) 4 – chlazení hořáku 5 – paprsek plazmatu 6 – obrobek

27 Hořák s plynovou stabilizací s netransferovým obloukem
1 – těleso hořáku 2 – katoda 3 – přívod plynu (argon) 4 – chlazení hořáku 5 – paprsek plazmatu 6 – obrobek

28 Plazmový hořák s vodní stabilizací
1 – těleso hořáku 2 – katoda 3 – přívod plynu (argon) 4 – chlazení hořáku 5 – paprsek plazmatu 6 – obrobek 7 - přívod vody

29 Zařízení pro obrábění materiálů plazmatem

30 Zařízení pro obrábění materiálů plazmatem
plazmový hořák zdroj elektrického proudu; řídicí jednotka manipulační zařízení, tj. souřadnicový pracovní stůl, manipulátor nebo robot

31 Řezání plazmatem

32 Výrobky řezané plazmatem

33 Výhody řezání plazmatem:
použití více hořáků Řezání oceli do 30 mm 10x rychlejší než u řezání plamenem Automatizace Řezání pod vodou malé tepelné ovlivnění nehlučné

34 Nevýhody řezání plazmatem:
suché řezání : t max = do 160 mm (180 mm) řezání pod vodou: t max = do 120 mm širší řezná spára oproti řezání laserem

35 Klíčová dírka

36 Klíčová dírka Otvor, kde oblouk přechází přes materiál, se nazývá „klíčová dírka“ Vzniká vyšší koncentrací energie = tepla Při posuvu hořáku dochází vlivem povrchového napětí k opětnému spojení svarového kovu za klíčovou dírkou “klíčová dírka” podporuje hluboké pronikání oblouku a umožňuje dosažení vyšší rychlosti svařování, a tím se snižuje deformace svaru

37 Schéma řezání plazmou

38 Řezání plazmou

39 Obrábění s předehřevem plazmou

40 Soustružení

41 Frézování

42 Hoblování

43 Nanášení povlaků plazmatem
nanášení železných i neželezných kovů slitiny kovů, karbidy, wolfram, molybden, tantal, chrom, nikl keramické materiály, sklo a plasty Spojení adhezí nebo difuzí Povlaky proti otěru, korozi, tepelným rázům, elektricky nevodivé, vysokým teplotám a chemickým látkám

44 Plazmový nástřik

45 Princip povlakování Nanášený materiál se do plazmového hořáku přivádí ve formě prášku, drátu nebo tyčinky. Zde se taví a plamenem hořáku je vrhán na povrch součásti rychlostí 180 až 200 m.s-1 povrch součásti je nutno očistit, odmastit

46 Výhody povlakování plazmatem:
Vysoká tvrdost povlaku Automatizace vysoká kvalita a homogenita povlaku bez poréznosti nebo vměstků tloušťka povlaku je v rozmezí 2 až 5 mm

47 Schéma plazmové pistole

48 Schéma plazmové pistole

49 Schéma zařízení pro plazmatický nástřik

50 Schéma plazmového nástřiku

51 Značení plazmatem

52 Plazmová nitridace elektrický proud je veden plynem
stěna pece - anoda, součást – katoda dochází k výboji modro-fialové barvy, který pokryje povrch nitridované součásti plazmový plyn působí na povrch nitridované součásti

53 Nitridované součásti