Multifunctional small plasma unit for soldering, brazing, welding and cutting

Abstract

If you look from a safe distance directly into the nozzle of the plasma torch of the Multiplaz-2500, you will see... The sun! Exactly the Sun! After all, the temperature of the working body at the nozzle exit is ~ 8000°С (for comparison: the average temperature on the surface of the Sun is -6000°С)! At this temperature, any substance may be only in the fourth aggregate state (after solid, liquid and gaseous) - the plasma state.

Full Text

Если вы посмотрите с безопасного расстояния непосредственно в сопло плазменной горелки аппарата «Мультиплаз-2500», то увидите... Солнце! Именно Солнце! Ведь температура рабочего тела на выходе из сопла ~ 8000°С (для сравнения: средняя температура на поверхности Солнца -6000°С)! При такой температуре любое вещество может находиться только в четвертом агрегатном состоянии (после твердого, жидкого и газообразного) - в состоянии плазмы.

Принцип работы аппарата заключается в прохождении перегретого пара под действием небольшого перепада давлений (-0,5 бар) через зону горения дежурной дуги Вольта внутри «ствола» горелки. В результате пар диссоциирует, ионизируется и из сопла вырывается струя плазмы с температурой -8000 °С.

Столь высокая температура подсказывает широчайшие возможности применения аппарата «Мультиплаз-2500»: от резки любых земных материалов (при использовании сопел с диаметром отверстия 1 мм, что обеспечивает скорость истечения газоплазменной струи -200...220 м/с) до создания неразъемных соединений методами пайки, пайкосварки и сварки (при применении сопел с диаметром отверстия -2...2,4 мм). Если в первом случае технология процесса резки очевидна - плазменная струя достаточной мощности в состоянии превратить в плазму любое препятствие, находящееся на ее пути, и таким образом разделить единое целое на две части, то в случае создания неразъемных соединений дело обстоит сложнее. Здесь необходимо учитывать особенности химизма и металлургии процессов.

Не вдаваясь в историю длительных и сложных поисков подходящего рабочего тела для горелки, обеспечивающего необходимый химический состав факела, а следовательно, и качественную организацию процесса в сварочной ванне, отметим лишь, что в конечном итоге такое рабочее тело было найдено. Им оказалась водка! Да, да, самая обыкновенная водка! И при пайкосварке, и пайке - тоже.

Центральная высокотемпературная часть факела плазменной горелки находится как бы в паровой рубашке, которая, как известно, является восстановительной средой. Именно эта особенность факела позволяет осуществлять процессы сварки некоторых сплавов алюминия и отдельных сортов нержавейки без применения защитных газов.

Плазменный аппарат позволяет сваривать чугун, получать неразъемные соединения самых различных металлов без применения защитных газов, не говоря уже о соединениях «черных» сталей и сплавов медной группы. Аппарат «Мультиплаз-2500» прекрасно реализует практически все хорошо и надежно зарекомендовавшие себя традиционные указанные технологические процессы.

Фото 1

Фото 2–3

При резке как металлов, так и неметаллов в качестве рабочего тела используют обычную воду: из водопроводного крана, из колодца и т.п. Большим достоинством аппарата является узкая (~1,5...2,0 мм) зона термического влияния при резке металлов, что исключает термические деформации при работе с тонкими металлами.

Простота конструкции горелки и высокая степень надежности источника электропитания наряду с малой массой аппарата и его незаурядными технологическими возможностями определяют широкий круг его потребителей. Это все ремонтные службы главных инженеров, механиков и энергетиков любых предприятий, начиная с булочно-кондитерских комбинатов и кончая крупными машиностроительными заводами; предприятия жилищно-коммунального хозяйства, автосервиса, по ремонту холодильной техники; бригады «евроремонта»; дизайнеры, работающие с металлами и неметаллами; «рукастые мужики», любящие самостоятельно поработать в гараже, на даче, дома. Аппарат способен оказать массу ценных услуг своему владельцу.

Наличие двух режимов работы аппарата - косвенной и прямой дуги - обеспечивает успешную работу как с неметаллическими материалами, так и с металлами. Что касается «черных» сталей, то это качественная резка до толщин ~10 мм и сварка с проваром до 8 мм. При максимальной потребляемой мощности 2,5 кВт это весьма неплохие показатели. Аппарат подключается к бытовой электросети -220 В/ 50 Гц, его общая масса ~7 кг.

Рабочую жидкость (воду или водку) заливают непосредственно в горелку в количестве -70 г. Одной такой заправки хватает на 20-30 мин непрерывной работы. Сам процесс заправки горелки занимает менее 30 с.

При замене ацетиленового газосварочного оборудования аппарат окупается менее чем за 3 месяца (!) при односменной работе и 5-дневной рабочей неделе.

Аппараты «Мультиплаз-2500» выпускаются с 1992 г. Их эксплуатация в разных сферах хозяйственной деятельности показала, что они особенно эффективны при монтаже и последующем ремонте трубопроводов различного назначения, систем отопления, вентиляции, кондиционирования, холодоснабжения, сантехники, а также различного электрооборудования.

Опыт применения аппарата

«Мультиплаз-2500» на предприятии «Вологдатеплосервис» дал весьма впечатляющие результаты:

• только за счет экономии на прямых расходах аппарат окупился менее чем за 3 месяца;
• при переходе на «Мультиплаз-2500» в 4-5 раз повысилась производительность труда сварщиков. Если, используя газобаллонное оборудование, они успевали выполнить работу по 3-4 вызовам за смену, то с аппаратом «Мультиплаз-2500» число выполненных за смену вызовов возросло до 15.

Абсолютная взрывобезопасность аппарата позволяет подчас исключить огромные затраты бюджетных средств на ликвидацию последствий, связанных со взрывами газовых баллонов, и сохранить человеческие жизни.

Еще далеко не все возможности аппарата изучены и реализованы в настоящее время на практике. Есть информация, что в Австрии водоплазменные аппараты используются для закалки фрез малого диаметра; возможно их применение для модификации поверхностных слоев полупроводниковых пластин и т. д.

Таким образом, мировая практика сварочных технологий и их аппаратурного оформления обогатилась уникальным многофункциональным портативным аппаратом «Мультиплаз-2500»!