10.Плазменные установки. Электронно-лучевые установки.

Плазменные установки. Это - дуговые плавильные установки, в которых нагрев ме­талла осуществляется электрической дугой, совмещенной с плазменной струёй инертного газа.

Плазменные установки используются в различных технологических операциях - плазменной резки и сварки металлов, получения особо чистых слоев материалов, нанесения покрытий, упрочнения поверхности и наплавки металлов, проведения плдзмохимических процессов. В качестве плазмообразующих газов используют аргон, азот, гелий, водород. Плазму получают путем взрыва проводника в электрической цепи с помощью электрической искры, высокочастотного факельного, коронирующего или дугового разрядов. 

На рис. 6.4. показана схема плазмотрона (генератора низкотемпературной плазмы), в котором происходит нагрев плазмообразующей среды электриче­ским разрядом, дуговой разряд горит между электродами (-) и (+), разделенны­ми водоохлаждаемой стенкой, состоящей из полых медных секций. Благодаря охлаждению этих секций около стенки образуется слой холодного газа, поэто­му дуга занимает лишь центральную часть сечения канала. Применяются и дру­гие способы стабилизации дуги - газовихревая, магнитная.

 Схема печи для плавки в кристаллизаторе:

I - слиток; 2 - кристаллизатор: 3 -плазмотрон; 4 - корпус печи, 5 - меха­низм подачи и вращения заготовки; 6 -переплавляемая заготовка; 7 - источник питания; 8 – механизм вытягивания слитка.

На рис. 6.5. в качестве примера плазменной технологии показана схема печи для плавки в кристаллизаторе. Переплавляемый металл 6 подается с по­стоянной скоростью и оплавляется плазменными дугами. Анодом является по­верхность ванны жидкого металла.

6.5. Электронно-лучевые установки

(ЭЛУ) относятся к установкам высоко­интенсивного нагрева и применяются для обработки тугоплавких металлов, сварки, испарения металлов и оксидов, напыления и т.д. В таких устройствах создается направленный поток электронов (электронный луч), переносящий энергию от излучателя электронов к изделию. В состав ЭЛУ входят энергети­ческий комплекс (электронная пушка с блоками питания и управления лучом) и электромеханический комплекс (рабочая камера, вакуумная система,

На рис. 6.16 показана схема ЭЛУ с кольцевым катодом К (нагретой до 2500 К протекающим через нее то­ком вольфрамовой спиралью) и анодом А, которым являются расплавляемый электрод и ванна жидкого металла в верхней части образующегося в охлаждае­мом кристаллизаторе слитка. Молибденовый экран Э, имеющий одинаковый с катодом потенциал, отталкивает электроны, формируя их в направленный пу­чок. Конец электрода расплавляется под действием бомбардирующих его элек­тронов. Жидкий металл стекает в ванну

 

Рис.6.6. Схема электронно­лучевой установки с кольцевым катодом

На рис.6.7. приведена схема ЭЛУ для переплавки металлолома, который подвергается воздействию нескольких электронных пушек.

 

Рис. 6.7. Схема электронно­лучевой установки для переплав­ки металлолома:

1 - электронные пушки; 2 -электронные лучи; 3 - переплав­ляемый металлолом; 4 –водоохлаждаемая форма.