Análise do princípio, aplicações, vantagens e desvantagens da soldagem por arco a plasma

 

A soldagem por arco de plasma (PAW) é uma tecnologia avançada que cria plasma de alta temperatura comprimindo um arco e usa sua alta densidade de energia para derreter metais para soldagem. Este processo se originou da soldagem a arco de gás de tungstênio e, após otimização, tem sido amplamente aplicado em campos industriais envolvendo metais refratários e requisitos de alta precisão. O que segue fornece uma explicação detalhada de aspectos como princípio, cenários de aplicação, vantagens e desvantagens.

 

Princípio técnico

O núcleo da soldagem por arco a plasma está no efeito de compressão de arco. Durante a soldagem, o arco gerado entre o eletrodo de tungstênio (cátodo) e a peça de trabalho (ânodo) sofre compressão mecânica, contração térmica e contração eletromagnética através de um bico especial para formar um arco de plasma com uma temperatura superior a 30.000 ° C. A densidade de energia deste feixe de plasma de alta temperatura pode ser mais de três vezes a de um arco convencional, que pode instantaneamente derreter através do material e formar uma solda estável. Um gás de blindagem (geralmente argão ou uma mistura de argão) rodeia a corrente de plasma para evitar a oxidação da piscina fundida e garantir a qualidade da soldagem.

 

Campos de aplicação

1. Ampla adaptabilidade do material: É aplicável a metais refratários ou facilmente oxidados, tais como aço inoxidável, ligas de alumínio, ligas de titânio e ligas baseadas em níquel. É particularmente adequado para soldar materiais de alta condutividade térmica, como ligas de cobre e magnésio.

2. fabricação de alta precisão: na indústria de fabricação de automóveis, é usado para componentes chave como quadros de carroceria e blocos de cilindro do motor; no campo aeroespacial, é aplicado a componentes de precisão como lâminas de motores a jato e tanques de combustível; na indústria de dispositivos médicos, é confiado para alcançar a soldagem livre de defeitos de ferramentas cirúrgicas.

3. Fino - soldagem de placa e recipiente: É bom no manuseio de placas finas com uma espessura de 0,1 - 25mm e é amplamente usado em estruturas seladas como vasos de pressão químicos e trocadores de calor.

 

Vantagens do processo

- Alta densidade de energia: permite penetração profunda. Placas de espessura inferior a 8 mm podem ser soldadas em uma única passagem sem biselagem, melhorando a eficiência.

- Excelente qualidade de soldagem: A zona afetada pelo calor é estreita e a deformação é apenas um terço da soldagem por arco tradicional, evitando o declínio das propriedades mecânicas do material.

- Forte compatibilidade de automação: pode ser combinado com um dispositivo de alimentação de fio para completar a soldagem automatizada de alta velocidade, e a velocidade é mais de 40% maior do que a de soldagem por arco de argão.

- Alta estabilidade do arco: Tem forte capacidade anti-interferência, formação uniforme de solda e é adequado para toda a soldagem de posição.

 

Limitações técnicas

- Alta complexidade do equipamento: requer um gerador de plasma dedicado, dispositivo de partida de arco de alta frequência e sistema de refrigeração de água. O custo do equipamento é maior do que o dos soldadores de arco comuns.

- Limite de operação estrito: Parâmetros como a taxa de fluxo de gás iónico e o comprimento do arco precisam ser controlados com precisão, e depende fortemente da experiência do soldador.

- Limitação da espessura: A espessura máxima aplicável para soldagem única é de cerca de 25 mm. Soldadura multi-camada e multi-passe é necessária para peças de trabalho ultra-espessas.

- Pobre acessibilidade: a tocha de soldagem é relativamente grande em tamanho, tornando difícil alcançar o interior de estruturas complexas para soldagem.

 

Comparação Horizontal

Em comparação comsoldagem a laser , o investimento de equipamento de soldagem por arco a plasma é 50% - 70% menor, e tem requisitos menores para a limpeza da superfície do metal, mas sua precisão é ligeiramente inferior. Em comparação com a soldagem por arco de argão, sua profundidade de penetração é mais do que o dobro da profundidade, e a velocidade de soldagem pode ser aumentada em 3 - 5 vezes. No campo da fabricação de vasos a pressão, a taxa de passagem do processo de soldagem a plasma atinge 99,8%, significativamente maior do que os métodos convencionais.