Trendy vývoje svařování plazmou

SROVNÁNÍ S OSTATNÍMI TECHNOLOGIEMI
Předností plazmového svařování je stabilní svařovací proces, charakteristický tvar svaru – zejména kořene, což umožňuje svařování bez podložení kořene až do tlouštěk 10 mm. V základních rysech se svařování plazmou podobá metodě TIG (WIG) – oblouk hoří mezi netavící se elektrodou a základním materiálem nejčastěji v ochranné atmosféře inertního plynu. Na rozdíl od svařování metodou TIG se používá hořák s intenzivně chlazenou výstupní hubicí menšího průměru, která oblouk zužuje na poměrně malou plochu svařence. Na zvýšení hustoty energie se podílí ochranný (fokuzační) plyn. Koncentrované teplo zaručuje hluboké natavení základního materiálu, dobré formování kořene a charakteristický průřez svaru. Ve srovnání s laserovým paprskem má plazmový oblouk nižší koncentraci energie, avšak nesrovnatelně vyšší energetickou účinnost a nižší celkové provozní náklady. Na obrázku 1 si můžeme všimnout rozdílu v rozložení teplot u plazmového oblouku a u svařování metodou TIG. U plazmy je zřejmá vyšší koncentrace energie, a tím i délka oblouku.

SVAŘOVÁNÍ „KLÍČOVOU DÍRKOU“
Teplo a dynamický účinek oblouku vytvářejí otvor na přední straně tavné lázně. Tento otvor, kde oblouk přechází přes materiál, se nazývá klíčová dírka. Při posuvu plazmového hořáku ve směru svařování dochází vlivem povrchového napětí k opětnému spojení svarového kovu za klíčovou dírkou. Tento efekt umožňuje svařování tupých svarů do tloušťky 8 mm bez úpravy svarového úkosu a na jeden průchod. Spotřeba přídavného materiálu se tak sníží až na 1/10. Ekonomický přínos této metody je zřejmý. Snadná kontrola průvaru, nízká citlivost na změny délky oblouku, vysoká stabilita oblouku i při nízkých parametrech společně s malou tepelně ovlivněnou oblastí zajišťují vysokou kvalitu svařovacího procesu. Svařování metodou klíčové dírky je velmi vhodné pro automatizaci svařovacího procesu. Na obrázku 2 je uvedeno porovnání přípravy výroby pro plazmové svařování s přípravou pro svařování obalenou elektrodou a metodou TIG.

VÝHODY
Svařování plazmou přináší následující výhody:

• vyšší rychlost svařování,
• menší tepelně ovlivněnou oblast, a tím i menší deformace,
• menší převýšení svaru, a tím i snížení pracnosti následného opracování svaru,
• zachování příznivých mechanických hodnot základního materiálu,
• vynikající vzhled svaru při snadné reprodukovatelnosti,
• vynikající kvalitu svaru (rentgenovou čistotu),
• snížení pracnosti přípravy svarových ploch,
• do tloušťky 8 mm není nutné svarové plochy úkosovat,
• lze svařovat jedním průchodem a pouze z jedné strany,
• úspora přídavného materiálu.

OBLASTI POUŽITÍ
Společným znakem všech oblastí použití svařování plazmou je vysoká kvalita a produktivita procesu při minimálním tepelném ovlivnění základního materiálu. To vše předurčuje použití této metody zejména pro svařování ušlechtilých materiálů v následujících oblastech průmyslu:

• jaderný průmysl,
• chemický průmysl,
• potravinářství,
• elektronika,
• stavba lodí,
• letecký průmysl
• automobilový průmysl.

Zvláštní postavení má plazmové svařování tlakových nádob a potrubních systémů v chemickém a potravinářském průmyslu. Kombinací svařovacího procesu s vhodnými zařízeními lze docílit optimálních kvalitativních i ekonomických ukazatelů. Příklady praktického nasazení této technologie jsou uvedeny na následujících obrázcích. Na obrázku 3 je znázorněno svařování podélných svarů lubů tlakových nádob.

Celý nezkrácený článek včetně všech obrázků si můžete přečíst v čísle 4/2005.

Autor

• Ing. Schlixbier Michal