может осуществляться стенкой канала, газовым потоком, магнитным полем или комбинацией этих факторов; причем если для плазмотронов прямого действия важно стабилизировать пространственное положение дуги, то при применении плазмотронов косвенного действия главную роль играет стабилизация длины дуги. Такие плазмотроны подразделяют на генераторы с самоустанавливающейся и фиксированной длиной дуги. На рис. 4.11 приведены ВАХ и зависимость теплового КПД от тока одного из промышленных плазмотронов. Важно обеспечить стабилизацию приэлектродных участков дуги, что особенно существенно в случае использования термохимических катодов; для этого применяют газовихревую стабилизацию.

Плазмотроны переменного тока характеризуются значительно меньшей устойчивостью дуги по сравнению с плазмотронами постоянного тока. Конструкции плазмотронов переменного тока классифицируют по способам стабилизации дуги. Различают стабилизацию электродами, ВЧ-сопровождением и комбинацией дуг переменного и постоянного токов. Наибольшее распространение получил первый тип стабилизации, реализуемый в плазмотронах со стержневыми электродами, которые расположены в одной камере, а также в плазмотронах с электродами, распределенными по длине дугового канала.

Высокочастотные плазмотроны подразделяют на фа-кельные( ВЧФ), емкостные (ВЧЕ) и индукционные (ВЧИ).

В высокочастотных факельных плазмотронах используются частоты порядка 10 МГц при пониженном давлении. Особенностью ВЧЕ плазмотронов является отсутствие в них расходуемых электродов, что свидетельствует о значительном преимуществе их при работе в агрессивных газах. При мощности до 1000 кВт они имеют диаметр разрядной камеры до 30 см и могут работать при больших расходах газов. Высокочастотные индукционные плазмотроны различают по способу тепловой защиты стенок фазрядной камеры. Плазмотроны с металлической разрядной камерой дают возможность получать разряды практически любой мощности.

4.4. ТИПОВЫЕ ОПЕРАЦИИ И ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ

В табл. 4.10 приведены сравнительные данные .основных технологических параметров ЭЛО, СЛО :и ПЗО. . . -

В процессе ЭЛО выполняют операции по соединению (сварка, пайка), разделению (резание) и разрушению материалов (прошивание отверстий, запись информации).

-2,7-0,9 0 +0,9

Рис. 4.12. Распределение температуры t вблизи оси канавки проплавления при скоростях перемещения пучка:

/ - 4,2 см/с; 2 - 1,6 см/с; s - 0,45 см/с; х расстояние от оси

И,МКМ

0,3 0.2 0,1

1,6 h,MM

Рис. 4.13. Параметры отверстий для заготовок различной толщины: мА;

15 VyMf],MKC

Рис. 4.14. Изменение толщины слоя, испаряемого при импульсной ЭЛО:

/-/э=8 = 6 мА; 8 - 1

4 мА

= 8-10 кВт/см2; 2 -

=4.10*кВт/см*;3-Р = * = 1. 10 кВт/см2

В особую область выделяют нанесение покрытий с помощью электронного луча.

На рис. 4.12-4.16 приведены некоторые зависимости технологических параметров ЭЛО от условий обработки. В табл. 4.11 обобщены сведения о режимах ЭЛО различных материалов [21 ].

При СЛО можно осуществлять более 108 вариантов построения технологических процессов с использованием лазерного излучения [16]. При этом учитывают, что параметры излучения могут изменяться в очень широких

п,мм 5

Лмм

160 иэ,кВ

Рис. 4.15. Зависимость глубины расплавления h от ускоряющего напряжения U д

Рис. 4.16. Зависимость глубины расплавления h от скорости ЭЛО вне вакуума для различных составов защитной атмосферы:

/ - Не; 2 - Не + Аг; 3~ воздух; 4 - Аг; t>CB скорость сварки

Рис. 4.17. Зависимость

глубины расплавления h ®

(Л и температуры t в цент- а

ре пятна нагрева (2) от g длительности импульса

при фиксированной энер- *

гии излучения (Е = 2

= 1О-3-4-)0-1Дж) в

Рис. 4.18. Зависимость диаметра отверстия d от энергии излучения Е

40 Е,№

пределах: % = 0,2 -н 20 мкм; Е = 10~6 -ь Ю3 Дж, а Р = = 10 в Ю-4 Вт. В табл. 4.12 приведена общая классификация процессов, связанных с нагревом заготовки и обработкой ее поверхностного слоя.

На рис. 4.17 и 4.18 приведены данные об основных технологических параметрах лазерного излучения.