Soldadura por plasma con tus propias manos.

La industria actual se está desarrollando rápidamente. Cada año aparecen nuevas técnicas de soldadura, que se están volviendo populares en la construcción privada moderna. Estos métodos a menudo facilitan el trabajo, pero no pierden su seguridad y funcionalidad en comparación con métodos previamente inventados. Uno de ellos es la soldadura por plasma y la fusión de piezas..

Contenido:

La esencia de la soldadura por plasma

La soldadura por plasma se utiliza para soldar acero inoxidable, tubos de acero y otros metales. La soldadura por plasma es un proceso en el que el metal se funde localmente mediante un flujo de plasma. El plasma es un gas ionizado que contiene partículas cargadas que pueden conducir corriente..

El gas se ioniza cuando se calienta mediante un arco comprimido de alta velocidad que sale del soplete de plasma. Cuanto mayor sea la temperatura del gas, mayor será el nivel de ionización. La temperatura del arco puede alcanzar los 5000-30000 grados Celsius. La tecnología de soldadura por plasma es similar al procedimiento de soldadura por argón. Sin embargo, un arco de soldadura ordinario no se puede clasificar como arco de plasma, porque su temperatura de funcionamiento es mucho más baja, hasta 5 mil grados..

De todos los tipos de impacto sobre los metales, es la soldadura por plasma el que se considera el más común, porque los aceros inoxidables, los metales no ferrosos, las aleaciones especiales y algunas aleaciones de metales no ferrosos han comenzado a utilizarse en la industria pesada moderna y para estos materiales gas y otros tratamientos se consideran ineficaces.

El arco de plasma es una fuente de calor más concentrada que le permite soldar metales grandes y gruesos sin bordes cortantes. Debido a su propia forma cilíndrica y la posibilidad de un aumento significativo de la longitud, dicho arco le permite realizar la soldadura por plasma con sus propias manos en lugares de difícil acceso y cuando cambia la distancia entre el producto y la boquilla de la antorcha..

Principio de funcionamiento

Para convertir un arco convencional en un arco de plasma, para aumentar la potencia y la temperatura de un arco convencional, se acostumbra utilizar dos procesos: la compresión y el procedimiento de inyección forzada de un gas formador de plasma en el arco. En el proceso, es habitual utilizar argón como gas formador de plasma, a veces con la adición de hidrógeno o helio. El argón también debe usarse como gas protector. El material del electrodo es tungsteno, activado por torio, itrio y lantano, así como cobre y hafnio..

El arco se comprime colocándolo en un plasmatrón especial, cuyas paredes se enfrían intensamente con agua. La compresión transversal del arco como resultado de la compresión disminuye y, como resultado, aumenta su potencia: la energía por unidad de área..

Un gas formador de plasma, calentado por el arco, se sopla en la región del arco de plasma simultáneamente con la compresión, se ioniza y aumenta debido a la expansión térmica en el volumen en un factor de cien. La energía cinética de las partículas ionizadas contenidas en el gas formador de plasma complementa la energía térmica que se libera en el arco como resultado de los procesos eléctricos en curso. Por lo tanto, los arcos de plasma se denominan fuentes de energía más potentes que las convencionales..

Además de la alta temperatura, las principales características que distinguen a un arco de plasma de un arco convencional son: un diámetro menor del arco, la presión sobre el metal del arco es de seis a diez veces mayor que la de un arco convencional, el cilindro forma del arco junto con el cónico habitual, la capacidad de mantener el arco a bajas corrientes, alrededor de 0.2-30 amperios.

Son posibles dos esquemas de soldadura por plasma: soldadura por arco de plasma, en la que el arco se quema entre la pieza de trabajo y el electrodo, y un chorro de plasma, cuando el arco se quema entre la boquilla del soplete de plasma y el electrodo y es expulsado por corrientes de gas. El más común es el primer esquema..

Las ventajas de la soldadura por plasma

Las siguientes ventajas de la soldadura por plasma y la fusión de metales se distinguen en comparación con los métodos clásicos:

• Puede utilizar una máquina de soldadura por plasma en el trabajo con casi todos los metales: hierro fundido, acero, aluminio con sus aleaciones, cobre con sus aleaciones..
• La velocidad de corte del metal, que tiene un espesor de 50 a 200 milímetros, es 2-3 veces mayor que cuando se realiza una soldadura con gas..
• No es necesario usar acetileno, argón, oxígeno o propano-butano, lo que reduce significativamente el costo de trabajar con un dispositivo de plasma..
• La precisión de las costuras de fusión y soldadura y la calidad de los procedimientos eliminan virtualmente los bordes futuros..
• El metal de soldadura no se deforma, incluso si es necesario cortar una configuración o forma compleja. La tecnología de soldadura por plasma permite cortar en una superficie no preparada, pintada u oxidada. Al cortar una estructura pintada, la pintura no se enciende en el área del arco..
• Trabajo seguro, porque no se utilizan cilindros de gas cuando se utiliza un cortador de plasma. Este factor es responsable del respeto al medio ambiente de dicho trabajo..

Tipos de soldadura por plasma

La soldadura por plasma por sí sola ahora se considera un proceso bastante común, cuya popularidad es bastante obvia. Dependiendo de la fuerza de la corriente, existen tres tipos de soldadura por plasma: microplasma, a corrientes medias y altas. Al elegir un tipo determinado, descubrirá cuánto cuesta la soldadura por plasma por su cuenta..

Soldadura de microplasma

Se considera que la más común es la soldadura por microplasma. Debido al alto nivel de ionización de gas en un plasmatrón especial y al uso de electrodos de tungsteno, que tienen un diámetro de 1 a 2 milímetros, el arco de plasma es capaz de arder a una corriente extremadamente baja, a partir de 0,1 amperios..

Las fuentes de alimentación de CC especiales de bajo amperaje están diseñadas para producir un arco piloto que arde continuamente entre una boquilla de cobre enfriada por agua y un electrodo. Cuando se lleva la antorcha de plasma a los productos, se enciende el arco principal, suministrado desde la fuente. El gas formador de plasma se suministra a través de la boquilla del soplete de plasma, que tiene un diámetro de aproximadamente 0,5 a 1,5 milímetros..

La soldadura de microplasma es una forma muy eficaz de fusionar productos que tienen un grosor pequeño, hasta 1,5 milímetros. El diámetro del arco de plasma alcanza los 2 milímetros, lo que permite concentrar el calor en una zona limitada de los productos y calentar las zonas de soldadura sin dañar la zona adyacente. Dicho arco evita quemaduras, que son típicas de la soldadura TIG ordinaria de metales delgados..

El principal gas utilizado como gas protector y formador de plasma es el argón. Dependiendo del metal a soldar, se le agregan varios aditivos que aumentan la eficiencia del procedimiento de soldadura por plasma. Al soldar acero, es aconsejable agregar de 8 a 10% de hidrógeno al argón protector para aumentar la eficiencia térmica del arco de plasma. Al soldar acero con bajo contenido de carbono, se puede agregar dióxido de carbono al argón, al soldar titanio – helio.

Las instalaciones para el proceso de soldadura de microplasmas permiten soldar en diferentes modos: polaridad recta pulsada o continua, pulsos bipolares, polaridad inversa continua. La soldadura por microplasma se utiliza con éxito en la producción de un recipiente o tubería de paredes delgadas, la soldadura de fuelles y membranas en piezas dimensionales, la fabricación de joyas y la unión de láminas..

Soldadura a media corriente

El proceso de soldadura a corrientes promedio de 50-150 amperios tiene mucho en común con el procedimiento de soldadura por arco de argón con un electrodo de tungsteno. Sin embargo, se considera más eficiente debido al área de calentamiento limitada y la alta potencia del arco. En términos de características de energía, un arco de plasma ocupa una posición intermedia entre un arco ordinario y un rayo láser o de electrones..

La soldadura por plasma de corriente media garantiza una penetración más profunda que la soldadura por arco tradicional con anchos de soldadura más pequeños. Además de la característica energética, esto también se explica por el alto nivel de presión del arco en los charcos de soldadura, como resultado de lo cual el espesor de las capas intermedias de metal líquido disminuye bajo el arco y las condiciones para la transferencia de calor a la profundidad del Se mejoran los metales base. El principio de la soldadura por plasma le permite trabajar con alambre de relleno..

Soldadura de alta corriente

Soldar a una corriente de más de 150 amperios tiene un efecto aún mayor en el metal, ya que un arco de plasma a una corriente de 150 amperios equivale a un arco de 300 amperios cuando se sueldan piezas con un electrodo no consumible. Dicha soldadura por plasma va acompañada de una penetración absoluta con la aparición de un orificio pasante en la piscina. Es como cortar productos con soldadura posterior..

En la parte posterior de las costuras, el metal se mantiene en su lugar mediante la tensión superficial. Los rangos de modos son muy limitados, porque puede ocurrir quemado durante la soldadura. La soldadura por plasma requiere una alta cultura de producción, el cumplimiento de las tecnologías de piezas y ensamblaje, una provisión cuidadosa de las condiciones de enfriamiento para las máquinas de soldadura por plasma y los requisitos para su operación. Incluso violaciones menores del modo de enfriamiento de la antorcha de plasma debido a la alta temperatura y al pequeño diámetro de la boquilla provocan su destrucción..

La soldadura por plasma de alta corriente se utiliza en aceros de aleación y con bajo contenido de carbono, aleaciones de aluminio, cobre, titanio y otros materiales. Este procedimiento en muchos casos puede reducir significativamente los costos asociados con la preparación de los bordes, mejorar la calidad de las costuras y aumentar la productividad..

Máquina de soldadura por plasma

Por el momento, hay varios tipos de máquinas de soldar disponibles para los consumidores. El primero de ellos es la soldadura eléctrica mediante un transformador de soldadura. Sin embargo, se cree que este método ya ha dejado de ser útil. El segundo tipo de dispositivo es un inversor de soldadura, un dispositivo bastante simple, confiable y común para la soldadura por arco eléctrico. La tercera es la máquina de corte por plasma más avanzada y tecnológicamente avanzada..

Los profesionales experimentados y los artesanos privados intentan usar solo un dispositivo de plasma para soldar y fundir metales. Puede familiarizarse con esta técnica viendo un video sobre soldadura por plasma y corte de aleaciones y metales. Cuando use una máquina de soldadura por plasma dedicada en casa, notará que hay poco desperdicio y una alta velocidad de trabajo..

Para el funcionamiento de una máquina de soldadura por plasma, solo se necesita un chorro de aire comprimido y electricidad, y si se usa un compresor, solo electricidad. Durante el funcionamiento, dicho equipo requiere reemplazar la boquilla del plasmatrón y el electrodo, mientras que los dispositivos para el procesamiento de metales con oxicombustible deben rellenarse periódicamente utilizando cilindros de gas y aditivos recertificados..

El arco de plasma generalmente se coloca en un dispositivo especial para la soldadura por plasma: un soplete de plasma. La superficie de la antorcha de plasma se enfría intensa y continuamente mediante un chorro de agua. La sección del arco después de la compresión disminuye y la cantidad de energía gastada por unidad de área (la potencia del flujo de plasma) aumenta..

Hay dos tipos de chorro de plasma: acción directa o indirecta. En el primer caso, los puntos activos de la cadena se ubican en la tubería y el electrodo de tungsteno; en el segundo caso, se pueden ubicar en el electrodo de tungsteno, en las superficies internas y laterales de la boquilla. Los gases de plasma protegen las tuberías de metal del aire.

Es mejor trabajar con un plasmaphone en un gran garaje o en la calle, independientemente del hecho de que la soldadura por plasma es uno de los tipos de soldadura más seguros. El único inconveniente de este método es el peso y el costo del equipo y la soldadura por plasma..

Soldadura por plasma de bricolaje

La tecnología de soldadura por plasma se diferencia significativamente de otros tipos de soldadura. Para hacer esto, necesitará alambre de relleno, un soldador de plasma para trabajar y electrodos.

Antes del trabajo, es necesario afilar el electrodo en forma de cono con un ángulo del orden de 28-30 grados. Esta parte cónica del electrodo debe alcanzar 5-6 diámetros. La punta del cono debe estar desafilada entre 0,2 y 0,5 milímetros. Al instalar el electrodo, se recomienda asegurarse de que el eje de su simetría coincida con el eje de simetría de las boquillas formadoras de plasma..

La unión soldada debe cortarse de la misma manera que para la soldadura por arco de argón. Los bordes, bordes y extremos del metal deben limpiarse con un cepillo de acero hasta un ancho de 3 centímetros. Si estaba cortando metal con plasma, debe limpiar la superficie de corte a una profundidad de al menos 1 milímetro. Si hay grietas en la superficie de corte, es necesario limpiarla antes de eliminar el defecto y desengrasar las áreas limpiadas con un solvente..

En las láminas de metal a soldar, no debe haber huecos superiores a 1,5 milímetros. Si es posible, debe arreglarlos con dispositivos de ensamblaje y dispositivos de tal manera que los ejes de las juntas coincidan por completo. Usando electrodos cubiertos, aplique la tachuela de modo que el material de la tachuela quede al ras con el metal base de las piezas de trabajo. Si es necesario, limpie las áreas de la tachuela. La calidad de los puntos de tachuela y de la soldadura principal debe ser la misma..

Si está interesado en cómo realizar la soldadura por plasma, recuerde que se recomienda que el procedimiento se realice con corriente continua. Se debe aplicar gas protector al área de soldadura de 5 a 20 segundos antes del proceso de inicio del arco. Puede apagarse de 10 a 15 segundos después del procedimiento de interrupción del arco de soldadura. Mantenga la antorcha de plasma a no más de 1 centímetro del producto. No interrumpa el arco si es posible durante todo el proceso de soldadura. Si esto sucede, vale la pena pelar la costura a una distancia de 15 milímetros hasta el punto de rotura. La continuación de la creación de la soldadura también debe iniciarse con anticipación..

Al soldar, no sobrecaliente el metal. Si el material aún se calienta a una temperatura de más de 100 grados Celsius, debe tomar un descanso o enfriar el metal con aire comprimido. Para lograr soldaduras de alta calidad con la técnica de penetración, mueva la antorcha de manera uniforme y constante, como en una máquina automática..

Para crear soldaduras de la forma correcta, es necesario realizar la soldadura por plasma con un material de relleno que tenga un diámetro de 1,5 milímetros o más. El hilo de relleno y el soplete deben estar expuestos a determinadas vibraciones, con una amplitud de 2-4 milímetros. Asegúrese de que el extremo del cable a fundir no se escape de la zona del gas protector. Por lo tanto, no debe introducirse demasiado bruscamente en el baño de soldadura. Al final de la costura, se recomienda sellar el cárter soldado con una gota de metal fundido, al mismo tiempo retirar o apagar el arco..

La soldadura por plasma es esencialmente un proceso tecnológico que se basa en la extracción y el uso de plasma. Durante la soldadura, el gas se utiliza como fuente principal que, a través de la exposición a altas temperaturas durante un corto período de tiempo, contribuye a la formación de plasma. El precio de la soldadura por plasma le encantará. Además, el procedimiento es seguro para la vida humana, porque en el proceso no se utilizan cilindros de oxígeno peligrosos, sino aire comprimido..