プラズマアーク溶接とは？-部品と動作

とは プラズマ溶接？

プラズマアーク溶接（PAW）は、先の尖ったタングステン電極とワークピースの間にアークが形成されるため、TIG溶接と非常によく似たアーク溶接プロセスです。ただし、トーチの本体内に電極を配置することにより、プラズマアークをシールドガスエンベロープから分離することができます。次に、プラズマは、アークを収縮させる微細孔の銅ノズルに押し込まれます。

GTAWとの主な違いは、PAWでは、電極がトーチの本体内に配置されているため、プラズマアークがシールドガスエンベロープから分離されていることです。次に、プラズマはアークを収縮させる微細な銅のノズルに押し込まれ、プラズマは高速（音速に近づく）および28,000°C（50,000°F）以上の温度でオリフィスを出ます。

>

アークプラズマは一時的なガスの状態です。ガスは電流が流れることでイオン化され、電気の伝導体になります。イオン化された状態では、原子は電子（-）と陽イオン（+）に分解され、システムにはイオン、電子、および高度に励起された原子の混合物が含まれます。

イオン化の程度は、1％から100％を超える場合があります（2倍および3倍のイオン化の可能性があります）。このような状態は、より多くの電子が軌道から引き出されるときに存在します。

プラズマジェットのエネルギー、したがって温度は、アークプラズマを生成するために使用される電力に依存します。プラズマジェットトーチで得られる温度の典型的な値は、通常の電気溶接アークの約5500°C（10000°F）と比較して、28000°C（50000°F）のオーダーです。すべての溶接アークは（部分的にイオン化された）プラズマですが、プラズマアーク溶接のアークは収縮アークプラズマです。

ボア径

ボア径とプラズマガス流量を変えることにより、3つの動作モードを作り出すことができます。

マイクロプラズマ：0.1〜15A

マイクロプラズマアークは、非常に低い溶接電流で動作させることができます。弧長を20mmまで変化させても柱状弧は安定しています。

中電流：15〜200A

15〜200Aのより高い電流では、プラズマアークのプロセス特性はTIGアークに似ていますが、プラズマが収縮しているため、アークはより硬くなります。プラズマガスの流量を増やして溶接プールの浸透を改善することはできますが、ガスシールドの過度の乱流によって空気とシールドガスが同伴するリスクがあります。

キーホールプラズマ：100A4以上

溶接電流とプラズマガスの流れを増やすことにより、レーザーや電子ビーム溶接のように、材料に完全に浸透できる非常に強力なプラズマビームが生成されます。

溶接中、穴は金属を徐々に切断し、溶融した溶接プールが背後に流れて、表面張力の下で溶接ビードを形成します。このプロセスは、1回のパスでより厚い材料（最大10mmのステンレス鋼）を溶接するために使用できます。

プラズマアーク溶接機の構造：

プラズマアーク溶接のセットアップは、次のコンポーネントで構成されています。

• 電源
• プラズマ溶接トーチ
• 水再循環器
• タングステン電極
• シールドガス
• プラズマガス
• トーチアクセサリキット（チップ、セラミック、コレット、電極セットアップゲージ）
• フィラー素材

各コンポーネントの概要を簡単に説明します。

1。電源：

プラズマアーク溶接プロセスでは、タングステン電極と溶接プレートの間に電気火花を発生させるために、高出力のDC電源が必要でした

この溶接は低い2アンペアで溶接でき、処理できる最大電流は約300アンペアです。適切に動作するには約80ボルトが必要です。

電源は、変圧器、整流器、および制御コンソールで構成されています。

2。 プラズマ溶接トーチ：

これはプラズマ溶接プロセスの最も重要な部分です。

このトーチは、TIG溶接で使用されるものと非常によく似ています。

PAWトーチは、アークがトーチの内側に含まれているため水冷式であり、高熱を発生します。そのため、トーチの外側にウォータージャケットが用意されています。

3。 水再循環器：

このメカニズムは、溶接トーチの外側に水が連続的に流れることによって溶接トーチを冷却するために使用されます。

4。 タングステン電極：

本機では、消耗品のないタングステン電極を使用しています。私たちが知っているように、タングステンは非常に高い温度に耐えることができます。

5。 シールドガス：

この溶接プロセスでは、2つの不活性ガスを使用します。この低圧ガス溶接シールドは毎週形成されるため、溶接中の乱れを避けるために低圧を維持する必要があります。そのため、溶接力の外側部分から別の不活性ガスを高流量で充填して製造する必要があります。溶接シールドは持続可能です。

このプロセスで使用される不活性ガスは、必要に応じてヘリウム、アルゴン、および水素にすることができ、温度に完全に依存します。

6。 プラズマガス：

これは、ほぼ同じ数の電子とイオンで構成されるイオン化された高温ガスです。分子、原子、電子から電子を解放して同期させるのに十分なエネルギーがあります。

これがこの溶接の主なエネルギー源です。

7。トーチアクセサリーキット：

これらのキットは、溶接トーチの性能を拡張するために使用されます。

8。 フィラー素材：

プラズマ溶接では、フィラー材料は使用されません。フィラー材料を使用する場合は、溶接ゾーンに直接供給されます。

プラズマ溶接はどのように機能しますか？

プラズマは、非常に高温に加熱され、イオン化されて導電性になるガスです。 GTAW（Tig）と同様に、プラズマアーク溶接プロセスでは、このプラズマを使用して電気アークをワークピースに転送します。溶接される金属は、アークの強烈な熱によって溶けて融合します。

プラズマ溶接トーチでは、先端に小さな開口部がある銅製のノズル内にタングステン電極が配置されています。トーチ電極とノズルチップの間でパイロットアークが開始されます。次に、このアークは溶接される金属に転送されます。

プラズマガスとアークをくびれたオリフィスに通すことにより、トーチは小さな領域に高濃度の熱を供給します。高性能溶接装置を使用すると、プラズマプロセスによって非常に高品質の溶接が生成されます。

プラズマガスは通常アルゴンです。トーチはまた、二次ガス、アルゴン、アルゴン/水素、またはヘリウムを使用して、溶融した溶接水たまりをシールドし、溶接部の酸化を最小限に抑えます。

プラズマアーク溶接の利点

プラズマアーク溶接の利点は次のとおりです。

• トーチの設計により、アークをより適切に制御できます。
• この方法では、溶接を観察および制御するための自由度が高まります。
• 熱濃度とプラズマジェットが高いほど、移動速度が速くなります。
• プラズマの高温と高熱濃度により、鍵穴効果が可能になります。
• これにより、多くのジョイントのシングルパス溶接で完全に溶け込むことができます。
• 熱影響部はGTAW（ガスタングステンアーク溶接）に比べて小さいです。
• 他の溶接プロセスと比較して、使用する電流入力が少なくなります。

プラズマアーク溶接の欠点：

プラズマアーク溶接の欠点は次のとおりです。

• LBWやEBWと比較して、より広い溶接部と熱の影響を受けるゾーンが生成されます。
• プラズマ溶接装置は非常に高価です。したがって、初期費用が高くなります。
• プラズマ溶接を行うには、トレーニングと専門知識が必要です。
• 紫外線と赤外線を生成します。
• この方法では、約100dB程度の高いノイズが発生します。
• トーチはかさばるので、手動溶接は少し難しく、前述のようにトレーニングが必要です。

プラズマアーク溶接のアプリケーション：

プラズマアーク溶接の用途は次のとおりです。

• この溶接は、海洋および航空宇宙産業で使用されています。
• これは、ステンレス鋼またはチタンのパイプとチューブを溶接するために使用されます。
• 主に電子産業で使用されています。
• また、これは工具、金型、金型の修理にも使用されます。
• これは、タービンブレードの溶接またはコーティングに使用されます。

だから、これはすべてプラズマアーク溶接加工についてです、私はあなたがこの記事を楽しんだことを願っています。また、他のいくつかの溶接プロセスに関する記事を書いて、それらもチェックしました。さらに、お気に入りのソーシャルプラットフォームで記事を共有することを忘れないでください。

プラズマ溶接ビデオ

よくある質問。

プラズマ溶接とは

プラズマアーク溶接（PAW）は、ガスタングステンアーク溶接（GTAW）と同様のアーク溶接プロセスです。電気アークは、電極（通常は焼結タングステンでできていますが、常にではありません）とワークピースの間に形成されます。 GTAWとの主な違いは、PAWでは電極がトーチの本体内に配置されているため、プラズマアークがシールドガスエンベロープから分離されていることです。

次に、プラズマはアークを収縮させる微細な銅のノズルに押し込まれ、プラズマは高速（音速に近づく）および28,000°C（50,000°F）以上の温度でオリフィスを出ます。

>

プラズマアーク溶接は何に使用されますか？

プラズマ溶接は、キーホールタイプと非キーホールタイプの両方の溶接を行うために使用されます。非キーホール溶接の作成：このプロセスでは、厚さが2.4mm以下のワークピースに非キーホール溶接を作成できます。

プラズマアーク溶接プロセスとは何ですか？

プラズマアーク溶接（PAW）は、先の尖ったタングステン電極とワークピースの間にアークが形成されるため、TIG溶接と非常によく似たアーク溶接プロセスです。ただし、トーチの本体内に電極を配置することにより、プラズマアークをシールドガスエンベロープから分離できます。

プラズマアーク溶接の2つのタイプは何ですか？

プラズマアーク加工（PAM）システムには、トランスファーアークPAMシステムと非トランスファーアークPAMシステムの2種類があります。 Transferred Arc PAMシステムでは、プラズマアークは電極とワークピースの間で転送されます。

プラズマアーク溶接の唯一の違いは何ですか？

トーチの構造は、プラズマアーク溶接とTIG溶接の唯一の違いです。 TIGとPAWの両方がタングステン電極を使用しています。

プラズマ切断機で溶接できますか？

適切なトーチ設計により、他のガスよりも安価な窒素-水注入が、その後の溶接のためにアルミニウムとステンレス材料をプラズマ切断するときにうまく機能します。このプロセスには、窒素に囲まれた電極が含まれます。この電極は、電気アークによって加熱されてプラズマを形成します。

プラズマ溶接とTIG溶接の違いは何ですか？

ティグ溶接では、アークは電極（タングステン）によって形成され、シールドガスカバーで維持されます。薄い素材のデリケートな作業用です。プラズマアーク溶接では、電極がトーチに配置され、アークにガスが注入されます。

プラズマ溶接の3つのタイプは何ですか？

プラズマ溶接の3つの主なタイプ

• マイクロプラズマ溶接。電流は0.02〜15アンペアです。
• 「メルトイン技術」によるプラズマ溶接。TIGプロセスと同じ方法で溶接が行われます。アンペア数は15〜100アンペアです。
• 「鍵穴技術」を使用したプラズマ溶接。

プラズマアーク溶接を使用している業界は何ですか？

5つの完璧なプラズマアーク溶接アプリケーション

• 鋼管の製造 。自動車産業では、鋼管が排気システムの主要な部分です。
• 小さな金属部品の溶接
• 突合せ継手に最適。
• 薄い電子チップの溶接。
• 医療機器の製造。

プラズマアーク溶接で使用される電極はどれですか？

プラズマプロセスに使用される電極はタングステン-2％トリアで、プラズマノズルは銅です。

プラズマアーク溶接を発明したのは誰ですか？

プラズマアーク溶接（PAW）は、1953年に、ニューヨーク州バッファローのリンデ/ユニオンカーバイド研究所でロバートM.ゲージによって発明され特許を取得しました。 1964年にデバイスが市場に投入される前に、約10年間の開発とその後の複数の特許が発生しました。

プラズマ切断はどのように行われますか？

プラズマ切断（プラズマアーク切断）は、20,000°Cを超える温度のイオン化ガスのジェットを使用して材料を溶融し、切断から排出する溶融プロセスです。その過程で、電極（陰極）とワークピース（陽極）の間に電気アークが発生します。

MIG溶接はアーク溶接ですか？

金属不活性ガス（MIG）溶接は、溶接ガンから加熱されて溶接プールに供給される連続ソリッドワイヤ電極を使用するアーク溶接プロセスです。 2つの母材が一緒に溶けて接合部を形成します。

TIG溶接に対するプラズマアーク溶接の利点は何ですか？

プラズマアーク溶接の利点：

• トーチの設計により、アークをより適切に制御できます。
• この方法では、溶接を観察および制御するための自由度が高まります。
• より高い熱濃度とプラズマジェットにより、より速い移動速度が可能になります。
• プラズマの高温と高熱濃度により、鍵穴効果が可能になります。

溶接速度とは何ですか？

移動速度は、溶接トーチまたはガンがワークピースを横切って移動する速度であり、ミリメートル/分で測定されます。電圧とアンペア数に加えて、移動速度は、入熱量を決定するアーク溶接の3つの変数の1つです。

アルミニウムをプラズマ溶接できますか？

アルミニウムをプラズマ切断すると、完璧な溶接が可能になります。このようなカッターを使用することにより、溶接領域の外側の金属の表面を適度に冷たく保つことができます。また、通常フレームカッターに付属する歪みや塗装の損傷を防ぐのに役立ちます。プラズマカッターは、アルミニウムのワークピースを正確かつ迅速に溶接します。

プラズマ切断機はトーチよりも優れていますか？

プラズマは、切断前に金属を予熱する必要がないため、時間を節約できます。また、プラズマカッターは、積み重ねられた金属を切断するときに、オキシ燃料トーチよりも優れた性能を発揮します。金属の歪みを最小限に抑えるか、まったくなく、プラズマを使用した薄い金属でより速い速度を実現できます。

炭化タングステンをプラズマ切断できますか？

溶融または鍛造ではなく、形成されるのは焼結タングステンカーバイドです。シートは特定のベアリングに使用できますが、プラズマで切断することはできません。通常、超硬工具は、高張力鋼から鍛造および機械加工された工具に「先端」された超硬または超硬のインサートです。

プラズマアーク溶接によるステンレス鋼ニッケル合金の溶接に適したガスはどれですか？

アルゴンまたはアルゴン-水素混合物は、ステンレス鋼およびニッケル合金に使用され、溶接速度を上げ、酸化皮膜を減らします。厚さ2.5〜6.5 mmの「キーホール」プラズマ溶接では、溶融池の前端にある四角いエッジの突合せ継手に穴が形成されます。

サブマージアーク溶接におけるフラックスの機能は何ですか？

フラックスの機能は次のとおりです。アークの打撃と安定性を支援します。溶接ビードを保護および成形するスラグを形成します。アークギャップを越えて投射される溶融溶加材を保護するためのガスシールドを形成します。

キーホールプラズマアーク溶接とは何ですか？

キーホールプラズマアーク溶接は、深く溶け込むための独自のアーク溶接プロセスです。溶接の品質を確保するには、鍵穴の存在が重要です。鍵穴を理解することは、プロセスと溶接品質の改善に確かに役立ちます。

プラズマアークガウジングとは何ですか？

プラズマアークガウジングは、プラズマアークプロセスの変形です。アークは、耐火性（通常はタングステン）電極とワークピースの間に形成されます。強力なプラズマは、ファインボア銅ノズルを使用してアークを収縮させることによって実現されます。