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플라즈마 아크 용접(PAW)은 뾰족한 텅스텐 전극과 공작물 사이에 아크가 형성되기 때문에 TIG 용접과 매우 유사한 아크 용접 공정입니다. 그러나 토치 본체 내에 전극을 배치하면 플라즈마 아크가 차폐 가스 엔벨로프에서 분리될 수 있습니다. 그런 다음 플라즈마는 호를 수축시키는 미세한 구멍을 가진 구리 노즐을 통해 강제됩니다.
GTAW와의 주요 차이점은 PAW에서 전극이 토치 본체 내에 위치하므로 플라즈마 아크가 차폐 가스 엔벨로프에서 분리된다는 것입니다. 그런 다음 플라즈마는 호를 수축시키는 미세 구멍 구리 노즐을 통해 강제로 흐르고 플라즈마는 28,000°C(50,000°F) 또는 그 이상에 가까운 높은 속도와 온도로 오리피스를 빠져 나옵니다.
아크 플라즈마는 일시적인 기체 상태입니다. 가스를 통과하는 전류에 의해 가스가 이온화되어 전기 전도체가 됩니다. 이온화된 상태에서 원자는 전자(-)와 양이온(+)으로 분해되고 시스템은 이온, 전자 및 매우 여기된 원자의 혼합물을 포함합니다.
이온화 정도는 1%와 100% 사이일 수 있습니다(이중 및 삼중 이온화도에서 가능). 이러한 상태는 궤도에서 더 많은 전자를 끌어당김에 따라 존재합니다.
플라즈마 제트의 에너지와 그에 따른 온도는 아크 플라즈마를 생성하는 데 사용되는 전력에 따라 달라집니다. 일반적인 전기 용접 아크에서 약 5500°C(10000°F)에 비해 플라즈마 제트 토치에서 얻은 일반적인 온도 값은 28000°C(50000°F) 정도입니다. 모든 용접 아크는 (부분적으로 이온화된) 플라즈마이지만 플라즈마 아크 용접의 아크는 수축 아크 플라즈마입니다.
보어 직경과 플라즈마 가스 유량을 변경하여 세 가지 작동 모드를 생성할 수 있습니다.
마이크로 플라즈마 아크는 매우 낮은 용접 전류에서 작동할 수 있습니다. 원주형 호는 호의 길이를 20mm까지 변화시켜도 안정적입니다.
15~200A의 더 높은 전류에서 플라즈마 아크의 프로세스 특성은 TIG 아크와 유사하지만 플라즈마가 수축되기 때문에 아크가 더 강합니다. 용접 풀 침투를 개선하기 위해 플라즈마 가스 유량을 증가시킬 수 있지만 가스 실드의 과도한 난류를 통해 공기 및 차폐 가스 혼입의 위험이 있습니다.
용접 전류와 플라즈마 가스 흐름을 증가시키면 레이저 또는 전자빔 용접에서와 같이 재료에 완전히 침투할 수 있는 매우 강력한 플라즈마 빔이 생성됩니다.
용접하는 동안 구멍은 표면 장력 하에서 용접 비드를 형성하기 위해 뒤로 흐르는 용융된 용접 풀과 함께 금속을 점진적으로 절단합니다. 이 프로세스는 단일 패스에서 더 두꺼운 재료(스테인리스 스틸의 최대 10mm)를 용접하는 데 사용할 수 있습니다.
플라즈마 아크 용접 설정은 다음 구성 요소로 구성됩니다.
각 구성 요소에 대한 간략한 개요를 알려 드리겠습니다.
플라즈마 아크 용접 공정은 텅스텐 전극과 용접 플레이트 사이에 전기 스파크를 생성하기 위해 고전력 DC 공급 장치가 필요했습니다.
이 용접은 낮은 2A에서 용접할 수 있으며 처리할 수 있는 최대 전류는 약 300A입니다. 제대로 작동하려면 약 80볼트가 필요합니다.
전원은 변압기, 정류기 및 제어 콘솔로 구성됩니다.
이것은 플라즈마 용접 공정에서 가장 중요한 부분입니다.
이 토치는 TIG 용접에 사용되는 것과 매우 유사합니다.
PAW 토치는 높은 열을 생성하는 토치 내부에 아크가 포함되어 있기 때문에 수냉식이므로 토치 외부에 워터 재킷이 제공됩니다.
이 메커니즘은 용접 토치 외부의 지속적인 물 흐름에 의해 용접 토치를 냉각시키는 데 사용됩니다.
이 기계에서는 소모성 텅스텐 전극을 사용합니다. 우리가 알고 있듯이 텅스텐은 매우 높은 온도를 견딜 수 있습니다.
이 용접 과정에서 우리는 두 개의 불활성 가스를 사용합니다. 이 저압 가스 용접 쉴드는 매주 형성되기 때문에 용접 시 난류를 피하기 위해 저압을 유지해야 하므로 높은 유량으로 용접력의 외부 부분을 통해 다른 불활성 가스를 충전해야 합니다. 지속 가능한 용접 쉴드.
이 과정에서 사용되는 불활성 가스는 필요에 따라 헬륨, 아르곤 및 수소가 될 수 있으며 전적으로 온도에 따라 다릅니다.
거의 같은 수의 전자와 이온으로 구성된 이온화된 뜨거운 가스입니다. 분자, 원자, 전자로부터 전자를 자유롭게 하여 동기화할 수 있는 충분한 에너지를 가지고 있습니다.
이 용접의 주요 에너지원입니다.
이 키트는 용접 토치의 성능을 확장하는 데 사용됩니다.
플라즈마 용접에는 충전재가 사용되지 않습니다. 충전재를 사용하면 용접 영역으로 직접 공급됩니다.
플라즈마는 극도로 높은 온도로 가열되고 이온화되어 전기 전도성이 되는 가스입니다. GTAW(Tig)와 유사하게 플라즈마 아크 용접 공정은 이 플라즈마를 사용하여 전기 아크를 공작물로 전달합니다. 아크의 강한 열에 의해 용접될 금속이 녹아서 서로 융합됩니다.
플라즈마 용접 토치에서 텅스텐 전극은 팁에 작은 구멍이 있는 구리 노즐 내에 위치합니다. 토치 전극과 노즐 팁 사이에 파일럿 아크가 시작됩니다. 이 아크는 용접할 금속으로 전달됩니다.
좁은 구멍을 통해 플라즈마 가스와 아크를 강제로 통과시켜 토치는 작은 영역에 고농도의 열을 전달합니다. 고성능 용접 장비를 사용하는 플라즈마 공정은 매우 높은 품질의 용접을 생성합니다.
플라즈마 가스는 일반적으로 아르곤입니다. 또한 토치는 용융된 용접 웅덩이를 보호하여 용접의 산화를 최소화하는 데 도움이 되는 보조 가스, 아르곤, 아르곤/수소 또는 헬륨을 사용합니다.
플라즈마 아크 용접의 장점은 다음과 같습니다.
플라즈마 아크 용접의 단점은 다음과 같습니다.
플라즈마 아크 용접의 적용은 다음과 같습니다.
이것이 모두 플라즈마 아크 용접 가공에 관한 것입니다. 이 기사를 즐겼기를 바랍니다. 나는 또한 그것들을 확인하기 위해 다른 용접 공정에 대한 기사를 썼습니다. 또한 좋아하는 소셜 플랫폼에 기사를 공유하는 것을 잊지 마십시오.
플라즈마 아크 용접(PAW)은 가스 텅스텐 아크 용접(GTAW)과 유사한 아크 용접 프로세스입니다. 전기 아크는 전극(보통 소결 텅스텐으로 만들어지지만 항상 그런 것은 아님)과 공작물 사이에 형성됩니다. GTAW와의 주요 차이점은 PAW에서 전극이 토치 본체 내에 위치하므로 플라즈마 아크가 차폐 가스 엔벨로프에서 분리된다는 것입니다.
그런 다음 플라즈마는 호를 수축시키는 미세한 구멍을 가진 구리 노즐을 통해 강제되고 플라즈마는 28,000°C(50,000°F) 또는 그 이상에 가까운 높은 속도와 온도로 오리피스를 빠져 나옵니다.
플라즈마 용접은 키홀 및 비키홀 유형의 용접을 모두 만드는 데 사용됩니다. 키 홀이 아닌 용접 만들기:이 프로세스는 두께 2.4mm 이하의 공작물에 키 홀이 아닌 용접을 만들 수 있습니다.
플라즈마 아크 용접(PAW)은 뾰족한 텅스텐 전극과 공작물 사이에 아크가 형성되기 때문에 TIG 용접과 매우 유사한 아크 용접 공정입니다. 그러나 토치 본체 내에 전극을 배치하면 플라즈마 아크가 차폐 가스 엔벨로프에서 분리될 수 있습니다.
Plasma Arc Machining(PAM) 시스템에는 Transferred Arc PAM 시스템과 Non-Transferred Arc PAM 시스템의 두 가지 유형이 있습니다. Transferred Arc PAM 시스템에서 플라즈마 아크는 전극과 공작물 사이에 전달됩니다.
토치의 구성은 플라즈마 아크 용접과 TIG 용접의 유일한 차이점입니다. TIG와 PAW는 모두 텅스텐 전극을 사용하고 있습니다.
올바른 토치 설계를 사용하면 다른 가스보다 저렴한 질소-물 주입이 후속 용접을 위해 알루미늄 및 스테인리스 재료를 플라즈마 절단할 때 잘 작동할 수 있습니다. 이 과정은 플라즈마를 형성하기 위해 전기 아크에 의해 가열되는 질소로 둘러싸인 전극을 포함합니다.
티그 용접에서 아크는 전극(텅스텐)에 의해 형성되고 차폐 가스 덮개에서 유지됩니다. 얇은 소재의 섬세한 작업용입니다. 플라즈마 아크 용접에서는 전극을 토치에 넣고 아크에 가스를 주입합니다.
플라즈마 용접의 세 가지 주요 유형
5가지 완벽한 플라즈마 아크 용접 애플리케이션
플라즈마 공정에 사용되는 전극은 텅스텐-2% 토리아이며 플라즈마 노즐은 구리입니다.
플라즈마 아크 용접(PAW)은 1953년 Buffalo NY의 Linde/Union Carbide 연구소에서 Robert M. Gage에 의해 발명되고 특허를 받았습니다. 장치가 1964년에 시장에 출시되기 전에 약 10년 간의 개발 및 여러 후속 특허가 발생했습니다.
플라즈마 절단(플라즈마 아크 절단)은 20,000°C 이상의 온도에서 이온화된 가스 제트를 사용하여 절단에서 재료를 녹이고 배출하는 용융 공정입니다. 이 과정에서 전극(음극)과 공작물(음극) 사이에 전기 아크가 발생합니다.
MIG(Metal Inert Gas) 용접은 용접 건에서 가열되어 용접 풀로 공급되는 연속 솔리드 와이어 전극을 사용하는 아크 용접 프로세스입니다. 두 가지 기본 재료가 함께 녹아 결합을 형성합니다.
플라즈마 아크 용접의 장점:
이동 속도는 분당 밀리미터로 측정된 용접 토치 또는 건이 공작물을 가로질러 이동하는 속도입니다. 전압 및 전류와 함께 이동 속도는 입력 열량을 결정하는 아크 용접의 세 가지 변수 중 하나입니다.
플라즈마 절단 알루미늄은 완벽한 용접을 생성할 수 있습니다. 이러한 커터를 사용하면 용접 영역 외부의 금속 표면을 적당히 차갑게 유지할 수 있습니다. 또한 일반적으로 화염 절단기에서 발생하는 뒤틀림이나 페인트 손상을 방지하는 데 도움이 됩니다. 플라즈마 절단기는 알루미늄 가공물을 정확하고 빠르게 용접합니다.
플라즈마는 절단 전에 금속을 예열할 필요가 없으므로 시간이 절약되며, 플라즈마 절단기는 쌓인 금속을 절단할 때 산소 연료 토치보다 성능이 뛰어납니다. 금속 왜곡을 최소화하거나 전혀 없이 플라즈마를 사용하여 더 얇은 금속에서 더 빠른 속도를 얻을 수 있습니다.
용융 또는 단조가 아닌 소결 텅스텐 카바이드입니다. 특정 베어링에는 시트를 사용할 수 있지만 플라즈마로 절단할 수는 없습니다. 일반적으로 초경 공구는 고강도 강으로 단조 및 기계 가공된 솔리드 초경 또는 경납땜 초경 '팁' 또는 초경 인서트입니다.
아르곤 또는 아르곤-수소 혼합물은 용접 속도를 높이고 산화막을 줄이기 위해 스테인리스강 및 니켈 합금에 사용됩니다. 2.5~6.5mm 두께의 "열쇠 구멍" 플라즈마 용접에서는 용융 풀의 전면 가장자리에 사각형 모서리 맞대기 접합부에 구멍이 형성됩니다.
플럭스의 기능은 다음과 같습니다. 아크 타격 및 안정성을 지원합니다. 용접 비드를 보호하고 형성하는 슬래그를 형성합니다. 아크 갭을 가로질러 투영되는 용융 용가재를 보호하기 위해 가스 실드를 형성합니다.
키홀 플라즈마 아크 용접은 깊은 침투를 위한 독특한 아크 용접 공정입니다. 용접 품질을 보장하려면 열쇠 구멍이 있어야 합니다. 열쇠 구멍을 이해하면 공정 및 용접 품질 향상에 확실히 도움이 됩니다.
플라즈마 아크 가우징은 플라즈마 아크 공정의 변형입니다. 아크는 내화성(일반적인 텅스텐) 전극과 공작물 사이에 형성됩니다. 미세한 구멍을 가진 구리 노즐을 사용하여 아크를 수축하여 강력한 플라즈마를 얻습니다.
산업기술
마찰 용접이란 무엇입니까? 마찰 용접은 재료를 소성적으로 변위시키고 융합시키기 위해 업셋(upset)이라고 하는 횡력을 추가하여 서로에 대해 상대적으로 움직이는 공작물 사이의 기계적 마찰을 통해 열을 발생시켜 공작물을 용접하는 고체 상태 용접 기술입니다. 용융이 일어나지 않기 때문에 마찰용접은 융착용접이 아니라 단조용접에 가까운 고체용접 기술이다. 마찰 용접은 다양한 항공 및 자동차 응용 분야에서 금속 및 열가소성 수지와 함께 사용됩니다. 실제로, 겉보기에 매끄러운 표면은 돌기라고 하는 많은 미세한 돌기로 구성됩니다. 한 표
TIG 용접 공정과 유사하게 PAW(플라즈마 아크 용접)는 금속 부품 접합에 고품질 방법을 제공합니다. PAW의 원칙 플라즈마 아크 용접은 기본적으로 가스 금속 텅스텐 용접(GMAW 또는 TIG)의 확장입니다. 두 용접 프로세스 모두 일반적으로 비소모성 텅스텐 전극을 사용하여 용접 토치와 오리피스 가스에 전원을 전달합니다. 오리피스 가스는 GMAW 용접 공정과 PAW 용접 공정의 차이점을 나타냅니다. PAW 토치의 설계는 오리피스 가스가 토치 끝에 있는 챔버에 축적되도록 합니다. 아크는 오리피스 가스를 거의 화씨 30,000도