disertatie adrian.doc

7/26/2019 disertatie adrian.doc

1/56

UNIVERSITATEA DE VEST DIN TIMIOARAFACULTATEA DE FIZIC

LUCRARE DEDISERTA IE

COORDONATOR,Lector. dr. LUNGU MIHAI ABSOLVENT, Fir!o"ici M!#de$ Adri#$

Ti%i&o#r#'()*

0


2/56

UNIVERSITATEA DE VEST DIN TIMIOARAFACULTATEA DE FIZIC

+LASME RECI I A+LICA II ALE ACESTORA N MEDICIN

COORDONATOR,Lector. dr. LUNGU MIHAI ABSOLVENT, Fir!o"ici M!#de$ Adri#$

Ti%i&o#r#'()*

1


3/56

Referat,

asupra lucrrii de LICEN cu tema:

elaborat de

Facultatea de Fizic, pecializarea:

!" urma a"alizei lucrrii mai sus precizate specificm urmtoarele:

1#Co"$i"ut %tii"$ific

Rezultate e'perime"tale ( teoretice proprii

)#

*ropu" "ota pe"tru lucrare %i ca aceasta s fie sus$i"ut +" fa$acomisiei#

Coordo"ator tii" ific

&


4/56

CU+RINS

Tit! Lcr-rii................................................................................................ )

Reer#t........................................................................................................... '

C/ri$0.......................................................................................................... 1

C#/.) .Noti$i 2e$er#!e......................................................................................... 3

).).Dei$iti# /!#0%ei .................................................................................................... 3

).' +!#0%# i$ !#4or#tor....................................................................................... *

1## *lasma i" aze rarefiate################################################################################# -

1# .escrcarea /o"se"sed###############################################################################

1#)# .escarcarea coro"a ######################################################################################## 2

1## 4rcul electric#################################################################################################5

C#/.'. A/!ic#5ii #!e /!#0%ei i$ te6$ic-................................................... )(

'.). L#%/i!e c de0c#rc#re i$ 2#7................................................................................. )(

'.'. Mo$itor! c /!#0%#.............................................................................................. )1'.1. F7i$e# $c!e#r#.................................................................................................. )1

'.8. Ste!!#r#tor! ........................................................................................................... )8

'.3. I$0t#!#ti# To9#%#9................................................................................................ )8

'.* .Co$"erti7ori Ter%oio$ici..................................................................................... )*

'.:. Te6$o!o2i# t#ierii %#teri#!e!or %et#!ice............................................................ '(

#1# Co"sideratii e"erale##################################################################################### &)

# /aierea materialelor i" apa ########################################################################### &3

#)# /aierea cu 6et de apa ##################################################################################### &7

#3 /aierea cu laser############################################################################################## &

#7# /aierea cu 6et de plasma ################################################################################ &5

#- *relucrarea pri" eroziu"e cu plasma ############################################################## )1

'.;.Sd#re# c /!#0%#.................................................................................................. 11

)


5/56

#1# 48a"ta6ele sudarii cu microplasma################################################################### )7

# *erforma"te te9"oloice la sudarea cu microplasma########################################## )5

#)# udarea cu microplasma i" cure"t pulsat########################################################### 35

#3# etodoloia de co"trol a u"or materiale performa"te obti"ute pri" te9"oloia de

imbi"are pri" microplasma#######################################################################################70

Bi4!io2r#ie######################################################################################################### 7)

3


6/56

CA+.) .NOTIUNI GENERALE

Ir8i" la"umir i" a"ul 15&5 pe"tru a de"umi u" az io"izat a fost utilizat terme"ul

de ,,plasma;# *lasma i" fizica reprezi"ta o stare a materiei , este copusa di" io"i ,

electro"i si particule "eutre pe"tru a i"telee mai bi"e ce este plasma 8om da cate8a e'pemple :

*lasma i" "atura ? apro'imati8 55 @ di" materia A"i8ersului 8izibil dar si

ma6oritatea di" cel i"8izibil este plasma , stelele co"ti" plasme de"se fierbi"ti iar materia

i"terstelara este u"a rece si rarefiata, u" alt fe"ome" spectaculos are loc i" io"osfera si

a"ume aurora boreala , tras"etele#

*lasma i" laborator > este foarte dificil de obti"ut plasma i" laborator , acest lucru

se datoreaza pierderilor de e"erie pri" radiatie electroma"etica si a recombi"arilor

particulelor i"carcate#

Ecra"ul cu plasma acesta il i"tal"im la tele8izoare , mo"itoare si a tabelelor de

afisa6 , aici plasma se formeaza cu a6utorul pi'elilor care su"t redati cu a6utorul u"eiretele mici i"ci"te#

Figura:1 Lampa cu plasma

Culorile se datoreaz relaxrii electronilor din stri excitate n stri cu energie mai mic.

Spectrulemis este caracteristic gazului ionizat.

7
http://ro.wikipedia.org/wiki/Spectruhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Imagine:Plasma-lamp_2.jpghttp://ro.wikipedia.org/wiki/Spectru


7/56

).).Dei$i5i# /!#0%ei

*lasma este co"siderat, +"tr>o bu" apro'ima$ie, un mediuneutruformat di"

particule poziti8e %i "eati8e# B defi"i$iemai riuroas impu"e respectarea a"umitor

criterii# 4cestea se stabilesc +" fu"c$ie de lu"imea de ecra"are .ebe ce reprezi"t

dista"$a pe care su"t ecra"ate cDmpurile electrice e'ter"e#

!" primul rD"d, sistemul trebuie s co"$i" un numr foarte mare de particule ce

interacioneazcolectiv, adic o particul i"flue"$eaz 8eci"i situa$i la dista"$e mari, "u

doar pe cei apropia$i# 4cest criteriu este +"depli"it atu"ci cD"d "umrul de electro"i

cupri"%i +" sfera de i"flue"$ a u"ei particule este mare# I"terac$iu"ile puter"ice determi"

u" rspu"s colecti8 la ac$iu"ea cDmpurilor electrice%i ma"etice# Raza sferei de i"flue"$

se co"sider eal cu lu"imea .ebe#

.e aseme"ea, dime"siu"ile coloa"ei de plasm trebuie s fie mult mai mari decDt

lu"imea .ebe# 4ceasta asiur cvasineutralitateaplasmei +"trucDt cDmpurile e'ter"e

su"t ecra"ate, plasma rmD"D"d c8asi"eutr aproape +" +"tre 8olumul su# I"terac$iu"ile

di" i"teriorul plasmei su"t mult mai importa"te decDt cele de la suprafa$, u"de apar

efecte de mari"e#

*e scurt, plasma este u" sistem fizicformat di"tr>u" "umr foarte mare de particule"eutre


8/56

).'. +!#0%# u" tub 8idat, izolator, ce co"$i"e u" catod %i u" a"od co"ecta$i la u" circuit

de cure"t electric#

!" pri"cipiu, pe"tru apri"derea plasmei este "ecesar e'iste"$a u"ui si"ur electro"

cu o e"erie suficie"t de mare pe"tru a produce o io"izare# Electro"ii rezulta$i su"t
http://ro.wikipedia.org/wiki/Radia%C5%A3ie_electromagnetic%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Tensiune_electric%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Imagine:Plasma_directed.jpghttp://ro.wikipedia.org/wiki/Radia%C5%A3ie_electromagnetic%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Tensiune_electric%C4%83


9/56

accelera$i +" cDmp electroma"etic# *e"tru ca ei s produc "oi io"izri, e"eria pe care o

primesc +"tre dou cioc"iri co"secuti8e trebuie s fie mai mare decDt pote"$ialul de

io"izare al atomilor respecti8i# 4re loc, astfel, o multiplicare +" a8ala"% a io"izrilor, iar

plasma se apri"de# *e"tru me"$i"erea ei este "ecesar ca, +" urma recombi"rilor %i a

emisiilor de electro"i la catod, s se refac cel pu$i" acel electro" i"i$ial#

alorile i"te"sit$ii cDmpului aplicat %i a cure"tului electric pri" circuit determi" radul

de io"izare al azului %i tipul descrcrii#

).'.'. De0c-rc#re# To=$0e$d

e produce la 8alori mici ale cure"tului electric# Co"ce"tra$ia plasmei este, deaseme"ea, mic, lumi"a emis "eputD"d fi obser8at cu oc9iul liber# .e aceea se "ume%te

%i descrcare /o"se"d +"tu"ecoas# !" acest caz, de"sitatea de sarci" a electro"ilor %i

io"ilor poziti8i di" i"terior "u i"flue"$eaz distribu$ia cDmpului electric di"tre electrozi#G3H#

.escrcarea lumi"esce"t "ormal

Cre%terea i"te"sit$ii cure"tului determi" acumulri de sarci" spa$ial %i

modificarea distribu$iei cDmpului electric, acesta a8D"d 8alori mai mari la electrozi decDt

+" i"teriorul descrcrii# Cu oc9iul liber se pot obser8a a"umite reiu"i ale descrcrii:

>spa$iul +"tu"ecat 4sto", +" care e"eria electro"ilor e prea mic pe"tru a produce

io"izri sau e'citri

>cderea catodic, lumi"ozitate slab datorat deze'citrilor

>spa$iul +"tu"ecat CrooJes, +" care are loc accelerarea rapid a electro"ilor spre a"od

%i a io"ilor spre catod

2
http://ro.wikipedia.org/wiki/Plasm%C4%83#cite_note-3%23cite_note-3http://ro.wikipedia.org/wiki/Plasm%C4%83#cite_note-3%23cite_note-3


10/56

>lumi"a "eati8, cu u" rad ridicat de io"izare )= %i electro"i e"eretici,

probabilitate mare de recombi"are

spa$iul +"tu"ecat Farada, +" care electro"ii "u au suficie"t e"erie pe"tru a produce

e'citri, su"t accelera$i spre a"od

coloa"a poziti8, cu o lumi"ozitate specific azului, datorat proceselor de deze'citare

>spa$iul +"tu"ecat a"odic, cu sarci"i spa$iale "eati8e

lumi"a a"odic, +" care au loc deze'citri %i recombi"ri atDt +" 8olum, cDt %i la suprafa$a

catodului#

*lasma se poate ob$i"e %i lapresiu"e atmosferic, dac se aplic +"tre electrozi o

te"siu"e suficie"t de mare#

).'.1. De0c-rc#re# coro$#

4re loc +" aer la te"siu"i de apro'imati8 10 J, +"tre electrozicu raze de curbur mici#

.e obicei, u"ul di"tre electrozi este e"erator de cDmp i"te"s, a8D"d dime"siu"i reduse#Cellalt poate a8ea o raz de curbur mare sau poate fi c9iar pla"# .escrcarea se

"ume%te poziti8 sau "eati8, +" fu"c$ie de polaritatea electrodului de mici dime"siu"i#

e disti" dou reiu"i, u"a de io"izare, situat +" cDmpul electric i"te"s, %i u"a de drift,

+" care sarci"ile electrice create se deplaseaz spre cellalt electrod# Este +"tDl"it %i +"

"atur, spre e'emplu, +" timpul furtu"ii, +" 6urulparatrs"etelor


11/56

Fiura:2# 4rc electric +"tr>o ma%i" Kims9urst

Este caracterizat pri" de"sit$i mari de cure"t


12/56

>a do8edit c preze"$a plasmei i" co"di$iile "aturale ale /errei este foarte

limitat# Cu toate acestea, datorit eforturilor oame"ilor de stii"$a care au studiat aceast

stare special a materiei aproape ca "u e'ist astzi "ici u" sector de acti8itate i"dustrial,

stii"$ifica, cultural etc# +" care, sub o form sau alta s "u fie folosit %i plasma pe"tru a

u%ura si +"frumuse$a 8ia$a omului, pe"tru a a6uta sa +"8i" "atura %i s o tra"sforme +"

folosul lui#

*lasma are "umeroase aplica$ii te9"oloice cum ar fi tratarea suprafe$elor,

fu"c$io"area laserilor,ilumi"atul electric, ob$i"erea reac$iilor de fuziu"e "uclear#

'.). L-%/i!e c de0c-rc#re


13/56

lmpilei"ca"desce"te#

"storic

trmo%ul acestui tip de surs de ilumi"at este probabil dispoziti8ul lui ei"ric9

eissler care +" 127- a ob$i"ut o strlucire albstruie de la u" az care a fost i"trodus +"tr>

u" tub %i e'citat cu o bobi" de i"duc$ie# !" a"ul 1253 .# cFarla"e oore a creat lampa

oore, o surs cu descrcri +" 8apori de az pe"tru uz comercial pe"tru a completa

sursa i"ca"desce"t i"8e"tat de fostul su %ef, /9omas Ediso"# azele utilizate erau

azotul %i dio'idul de carbo" care produceau o lumi" roz %i respecti8 alb %i a a8ut u"

succes moderat#

!" a"ul 1501 *eter Cooper eitt a preze"tat sursa cu 8apori de mercur care

emitea o lumi" albstrui>8erzuie ceea ce o fcea "epotri8it pe"tru multe aplica$ii# !"saceasta s>a apropiat foarte mult de lampa fluoresce"t de astzi %i a8ea o eficie"$ mult

mai mare +" compara$ie cu sursa i"ca"desce"t# !" 15&- Edmu"d ermer %i colaboratorii

si %i>au propus s creasc presiu"ea di" tubul fluoresce"t %i s +"8eleasc pe i"terior

tubul cu o pudr fluoresce"t care co"8erte%te lumi"a ultra8iolet +"tr>o lumi" alb

u"iform# 4stzi, ermer este co"siderat i"8e"tatorul sursei fluoresce"te# ai tDrziu

e"eral Electric a cumprat pate"tul de la ermer %i sub co"ducerea lui eore E# I"ma"

au i"trodus sursa fluoresce"t pe pia$ +"cepD"d cu a"ul 15)2#

#rincipiul de funcionare

*ri"cipiul de fu"c$io"are al tubului fluoresce"t se bazeaz pe mi%carea i"elastic a

electro"ilor# A" electro" i"cide"t


14/56

8izibil# 4cest lucru este fcut de fe"ome"ul de fluoresce"$# 4ceast co"8ersie

fluoresce"t se produce +" stratul de fosfor care +"8ele%te tubul pe i"terior u"de foto"ii

ultra8iole$i su"t absorbi$i de electro"ii atomilor de fosfor determi"D"d u" salt e"eretic %i

apoi o stabilizare cu emisia u"ui alt foto"# Foto"ul emis di" aceast a doua i"terac$iu"e

are o e"erie mai mic decDt cea care l>a produs#Compo"e"$ii care co"stituie stratul de

fosfor su"t astfel ale%i +"cDt s emit foto"i cu lu"imi de u"d 8izibile pe"tru oc9iul

uma"# .ifere"$a de e"erie di"tre foto"ul ultra8iolet absorbit %i cel di" spectrul 8izibil

emis determi" +"clzirea stratului de fosfor#

Figura$.1. Sc%ema de principui al unui tu& fluorescent.

'.'. Mo$itor! c /!#0%-

1)


15/56

Este utilizat +" co"struc$ia tele8izoarelor, a mo"itoarelor%i a tabelelor de afi%a6#

*i'elii su"t reda$i cu a6utorul u"ei re$ele de mici i"ci"te +" care se formeaz plasma#

*e"tru fiecare pi'el e'ist cDte trei asltfel de i"ci"te# *ere$ii lor su"t acoperi$i cu

substa"$e fluoresce"te care emit cele trei culori pri"cipale, ro%u, albastru %i 8erde#

I"te"sitatea lor este co"trolat pri" i"termediul cure"tului electric apicat fiecrei celule +"

parte#

.epu"erea i" straturi subtiri se face pri" bombardarea u"ei $i"te di" metal de

ctre particulele e"eretice di" plasm# 4tomii de la suprafa$a catodului su"t e'tra%i %i se

depu" pe a"od sau pere$ii i"ci"tei#

'.1. F7i$e# $c!e#r-

.atorit e"eriilor mari ale particulelor di" plasm este posibil ca dou "uclee s

se apropie suficie"t de mult pe"tru a dep%i bariera electrostatic si de a forma u" "ou

"ucleu, cu mas atomicmai mare# Fe"ome"ul poart "umele de fuziu"e "uclear%i se

produce cu dea6area u"ei ca"tit$i ime"se de e"erie datorat defectului de mas#

/emperaturile e'trem de ridicate "u permit co"tactul plasmei cu pere$ii u"ei i"ci"tedeoarece aceasta s>ar topi# Reac$ia "eco"trolat a fost utilizat la co"truc$iabombelor cu

9idroe"# *e"tru utilizarea e"eriei +" scopuri pa%"ice este "ecesar co"trolarea reac$iei

de fuziu"e# *e"tru aceasta, plasma trebuie co"fi"at, adic me"$i"ut +"tr>u" 8olum bi"e

determi"at cu a6utorul cDmpurilor electroma"etice sau al laserilor#

'.8. Ste!!#r#tor!

13
http://ro.wikipedia.org/wiki/Televizorhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Monitorhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Mas%C4%83_atomic%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Fuziune_nuclear%C4%83http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Defect_de_mas%C4%83&action=edit&redlink=1http://ro.wikipedia.org/wiki/Topirehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Bomb%C4%83_cu_hidrogenhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Bomb%C4%83_cu_hidrogenhttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Confinare&action=edit&redlink=1http://ro.wikipedia.org/wiki/Laserhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Televizorhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Monitorhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Mas%C4%83_atomic%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Fuziune_nuclear%C4%83http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Defect_de_mas%C4%83&action=edit&redlink=1http://ro.wikipedia.org/wiki/Topirehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Bomb%C4%83_cu_hidrogenhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Bomb%C4%83_cu_hidrogenhttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Confinare&action=edit&redlink=1http://ro.wikipedia.org/wiki/Laser


16/56

Este o i"stala$ie folosit pe"tru ob$i"erea plasmelor termo"ucleare %i co"trolarea

reac$iei de fuziu"e# *lasma este me"$i"ut +"tr>u" 8olum de form toroidal# Co"fi"area

se face cu a6utorul u"orbobi"ecu o eometrie comple' ce +"co"6oar torul de plasm#

CDmpul are atDt o direc$ie toroidal, de>a lu"ul a'ului torului, cDt %i u"a poloidal, +"

sec$iu"ea tra"s8ersal# Co"fi"area bazD"du>se e'clusi8 pe cDmpul dat de bobi"e,stelleratorul poate fu"c$io"a +" reim sta$io"ar# tudiul teoretic al acestui sistem este,

+"s, dificil di" cauza co"fiura$iei asimetrice a cDmpului ma"etic#

'.3. I$0t#!#5i# To9#%#9

Este asem"toare stelleratorului, dar eometria bobi"elor este mai simpl,

acestea co"fi"D"d plasma doar +" direc$ie toroidal# CDmpul ma"etic poloidal este creat

de u" cure"t i"dus +" plasm# 4cesta co"tribuie %i la +"clzirea plasmei# Rezultatele

ob$i"ute cu astfel de sisteme au fost mai satisfctoare decDt cele ob$i"ute +" cazul

stelleratoarelor#G7H

Fuziu"ea "uclear ar putea repreze"ta spera"$a de 8iitor a ome"irii +" materie de

ob$i"ere a e"eriei electrice# !" preze"t se depu" eforturi pe"tru co"struirea primei

ce"trale "ucleare bazate pe fuziu"e# *roiectul i"ter"a$io"al I/ER+%i propu"e co"struirea

u"ei i"stala$ii toJamaJ care s produc mai mult e"erie decDt co"sum pe"tru

apri"derea %i +"tre$i"erea plasmei de fuziu"e# *roiectul de cercetare urmre%te

17
http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Tor&action=edit&redlink=1http://ro.wikipedia.org/wiki/Bobin%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Plasm%C4%83#cite_note-4%23cite_note-4http://ro.wikipedia.org/wiki/Plasm%C4%83#cite_note-4%23cite_note-4http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=ITER&action=edit&redlink=1http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Tor&action=edit&redlink=1http://ro.wikipedia.org/wiki/Bobin%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Plasm%C4%83#cite_note-4%23cite_note-4http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=ITER&action=edit&redlink=1


17/56

demo"strarea utilit$ii reac$iei de fuziu"e +" scopuri pa%"ice %i proiectarea primei ce"trale

bazat pe acest sistem#

Fuziu"ea deuteriului%i

a tritiului

I"terorul u"ei i"stala$ii

toJamaJ

ac9eta

i"stala$iei I/ER

Li"iile de cDmp +"

i"teriorul toJamaJ>ului

*arametrii plasmelor te9"oloice pot 8aria foarte mult, +" fu"c$ie de co"fiura$ia

i"stala$iei %i a cDmpului aplicat, dup cum se poate obser8a +" tabel #

/ipul de plasm Co"ce"tra$ie

< )m =

/emperatur


18/56

Co"8ersia e"eriei termice sau a e"eriei meca"ice +" e"erie electric se face de

obicei cu a6utorul u"or i"stala$ii ce co"$i" par$i mobile care pe l+" uza6ul +" timp al

materialelor de co"struc$ie determi" %i pierderi de e"erie pri" frecare#

*lasma %i>a sit aplicabilitate +" dou tipuri de i"stala$ii +" care co"8ersia de

e"erie termic se face fr s e'iste par$i mobile, %i a"ume +" co"8ertizori termoio"ici %i

+" e"eratorii ma"eto9idrodi"amici#

Ideea co"struc$iei u"ui co"8ertizor termoio"ic a aprut di" urmrirea modului

de fu"c$io"are a u"ei diode termoelectrice# Caracteristicile 8olt>ampermetrice ale diodei

si pu"ctul lor de fu"c$io"are determi" puterea pe reziste"$ de sarci" R #


19/56

trece de la diodele Qpe dreaptaQ la diodele Qpe sta"aQ ampermetric este dat i" fiura 1 de curba QaQ la diodele a cror

caracteristica este data i" fiura 1 de curba QcQ=, lucru posibil pri" micsorarea lucrului de

e'tractie al a"odului, pri" micsorarea dista"tei catod>a"od si pri" compresia partiala sau

totala a sarci"ii spatiale electro"ice di" fata catodului#

Co"8ertizorul termoio"ic este u" Qmotor termicQ format di"tr>o i"ci"ta 8idata

sau umpluta cu az sau plasma ce co"ti"e termocatod a ramas

electro"ului poate fi utilizata pe"tru efectuarea u"ui lucru meca"ic i" circuitul e'ter"#

Colectorul


20/56

ramasa electro"lui "eutralizarea electro"ilor cu io"i

apropierea electrozilor

>folosirea campurilor electrice si ma"etice

>folosirea u"ei rile de accelerare

Notti"9am

ampermetrice ale co"8ertizorilor termoio"ici cu plasma si cele obti"ute teoretic pe"tru

co"8ertizori termoio"ici i" 8id sau sarci"a spatiala i" co"ditiile co"siderarii u"or 8alori

mai mici pe"tru dista"ta catod>a"od#

Fig.$.*. +eprezentarea sc%ematica a potentialelor si a pozitiilor in spatiul

catod>anod:EFc,EFa> pote"tialul electroc9imic al catodului, respacti8 al a"odului O1(e

EFa= difere"ta de pote"tial i" ciruitul e'ter" ec ,ea ? lucrul de e'tractie al

catodului, respecti8 al a"odului c, a? pote"tialul a suprafata catodului, la suprafata

a"odului d ? dista"ta di"tre a"od si catod 'c, 'a ? coordo"ata de pozitie a catodului,

repsecti8 a"odului#

I"tr>o prima pro'imitate, rolul plasmei se reduce la umplerea u"ei mari parti a

spatiului catod>a"od cu u" mediu co"ductor i" care, la trecerea cure"tului, are loc doar o

cadere mica de te"siu"e# ari"ile plasmei actio"eaza c u" a"od efecti8, afla"du>se la

15


21/56

dista"ta mica de termocatod# 4ceasta dista"ta este de ordi"ul lu"imii de ecra"are .ebe#

4ceasta este cu atat mai mica cu cat co"ce"tratia purtatorilor de sarci"a di" plasma este

mai mare, ceea ce permite trecerea, de la catod la a"od, a u"ui cure"t electro"ic de

saturatie mare#

4lta repreze"tare a co"8ertizorilor termoio"ici cu plasma este data i" lucrarea

lui Leis si Reitz au dez8oltat foarte mult a6u"a"du>se la puteri si ra"dame"te superioare#

Co"8ertizorii termoio"ici pot fi folositi ca dispoziti8e fi"ale i" reactorii de

fisiu"e si fuziu"e "ucleara# .aca &0@ di" e"eria de fiziu"e


22/56

'.:.). Co$0ider#5ii 2e$er#!e?

/aierea sau debitarea este opera$ia te9"oloic pri" care se urmare%te

despri"derea totala sau partiala a u"ei parti di"tr>u" material, i" scopul prelucrarii

&1


23/56

acestuia# Clasificarea procedeelor d e taiere este preze"tata i" sc9ema urmatoare:

&&


24/56

/aierea u"elte, pietre abrazi8e, dalti# e aplica i"

special i" operatiile de lacatuserie#

/aierea


25/56

4leerea procedeului de debitare se face i" fu"ctie de precizia impusa pieselor

taiate, de duritatea materialului, de calitatea acestuia si de co"sumul e"eretic al

procedeului# e poate face cu sau fara pierderi de material# *e"tru productia i"di8idualase

poate adopta u" procedeu cu producti8itate mica, dar care sa "ecesite u" utila6 cat mai

iefti"# *e"tru productia i" serie sau i" masa se ale procedee foarte competiti8e,

compe"sa"d costul mai ridicat al utila6ului sau al i"stalatiei care , i" e"eral, este mai

mare# 4stfel, taierea i" li"ie dreapta a tablelor mai roase se face cu foarfecele > 9iloti"a,

care poate realiza pa"a la &7 taieturi( mi"ut# *e"tru taierea tablelorsubtiri


26/56

> e'ciziu"ea


27/56

.eoarece puterea dez8oltata de flacara este redusa s>au co"struit arzatoare

speciale cu be"zi"a pul8erizata, la care "u mai este "ecesara formarea 8olumului de aer#

>au prelucrat astfel piese cu rosimi pa"a la 100 mm, la ada"cimi de pa"a la )0 m

co"sumul de o'ie" este de )0###-0 m) (9, iar cel de be"zi"a de 10###&0 l (9#

'.:.1.T#iere# c @et de #/#?

La co"cure"ta cu prelucrarea laser se afla prelucrarea cu 6et de apa cu particule

abrazi8e, u"ul di"tre cele mai "oi procedee de taiere# *leca"d de la prelucrarea sticlei,

u"de si"ura problema care apare su"t zarieturile de pe suprafata taiata cu 6et de apa,

pri" i"6ectarea de particule abrazi8e foarte fi"e s>a reusit taierea materialelor metalice#

Cea mai lara aplicatie o co"stituie prelucrarea u"or materiale folosite i"i"dustria aero"autica, u"de su"t i" curs de desfasurare "umeroase cercetari#

Firma 4erospatiale a realizat i" acest scop u" robot cu sase a'e desti"at prelucrarii de

fi"isare a materialelor compozite si a u"or ca8itati i" alia6ele de tita" si fibrele de carbo"#

.e aseme"ea, s>au realizat ca"ale i" alia6ele de tita" si "ic9el, cu latimi 8arii"d i"tre

0,17###10 mm, auri i"fu"date si forme comple'e i" spatiu, cu suprafete foarte fi"e#

Realizarea utila6elor care sa prelucreze pri" acest procedeu ridica probleme

deosebite# .iferite firme recoma"da realizarea diuzei de focalizare a 6etului di" diama"t,cili"drul de focalizare di" carbura de bor, iar ca material abrazi8 i"6ectat i" lic9id se

foloseste pulberea de cori"do"#

*roprietatile materialului abrazi8 su"t dictate de materialul piesei, de preciza si

calitatea taieturii, de lu"imea ei# I" fu"ctie de materialul abrazi8 folosit, durata de 8iata

a cili"drului de focalizare este de 20###100 ore, de 3###7 ori mai mare decat a celor di"

&-


28/56

tu"ste", dar si pretul este de circa 10 ori mai mare# I" afara de carbura de bor se fac

cercetari si asupra altor materiale, cum ar fi de e'emplu, materialele ceramice# *roblema

fu"dame"tala o co"stituie uzura diuzei# >au realizat pa"a i" preze"t diuze di" materiale

ceramice si"terizate, di" carbura de tu"ste"


29/56

> i" i"dustria usoara si a lem"ului, pe"tru taierea co"turata a materialelor te'tile, piele,

materiale plastice, fur"ire, lem", melami"ate de rosimi pa"a la &0 mm#

*ri"cipalele caracteristici te9"ice ale i"stalatiei tip CB& > 300 su"t:

> ec9ipame"tul laser:

> putere relabila: 100###300K

> mediu acti8 > amestec CB&, e, N&

> aze au'iliare de lucru: B& sau N&

> sistemul de deplasare a pieselor i" coordo"ate:

> cursa ma'ima pe ': 200###1000 mm

> 8iteza te9"oloica de deplasare: 0,1###2 m(mi"

> precizia de co"turare: 0,1 mm(m

> sistemul CNC: > deplasarea pe a'ele ' cu 8iteza proramabila

> proramare pe co"sola, i" cote relati8e sau pe ba"da perforata

> multiplicare > demultiplicare, retur pe co"tur, lucrul i" oli"da

> afisarea pe displa alfa"umeric: cote prescrise, cote parcurse, reimuri si situatii de

lucru#

> i"stalatia electrica de coma"da si co"trol:

> puterea i"stalata pierderi mi"ime de material datorate i"terstitiului mic de taiere


30/56

i" special pe"tru productie de serii mici si mi6locii si pe"tru prelucrarea materialelor cu

calitati speciale u" spatiu

restra"s, se pot ati"e temperaturi foarte i"alte sub u" puter"ic efect de suflu# aterialul

piesei este i"calzit pa"a la topirea u"ui strat, dupa care se sufla di" taietura cu 6etul de

plasma# La rosimi ale pieselor mai mari de 10 mm, 6etul de plasma este i"locuit de u"

arc de plasma se e"eratoare de plasma cu puteri

i"stalate de pa"a la 170 JK se pot taia materiale care, i" cazul otelurilor, a6u" pa"a la

1&0 mm rosime, iar pe"tru alumi"iu pa"a la 1&7 mm#

Figura $.,. "nstalatie de taiere cu -et de plasma a materialelor compozite

&5


31/56

1# electrod de olfram duza )# amestecul de aze 3# sistem de racire cu apa 7# 6et de

plasma -# materialul de taiat # calculator electro"ic#

4ceasta fiura prezi"ta o I"stalatie de taiere cu 6et de plasma a materialelor

compozite

Vetul de plasma 7 actio"eaza asupra materialului de taiat -, pozitio"area si deplasarile

s', s, sz si rotirea z, "ecesare decuparii co"turului dorit puta"d fi realizate ma"ual, sau

automat cu a6utorul calculatorului #

*ri"cipalii parametri ai i"stalatiei de taiere cu plasma su"t: 8iteza de taiere,

i"te"sitatea si te"siu"ea cure"tului electric i" arcul de plasma, "atura si debitul azului

plasmoe"#

tabilirea 8alorilor acestor parametri se face i" fu"ctie de "atura materialului

prelucrat, rosimea semifabricatului, calitatea impusa suprafetei, producti8itatea impusa,precizia dime"sio"ala si forma eometrica cerute#

rosimea semifabricatului debitat cu 6et de plasma poate fi de pa"a la -0###20 mm

si c9iar mai mult# .e reti"ut i"sa ca, o data cu cresterea rosimii semifabricatului debitat,

cresterea de"sitatii de cure"t "u mai co"duce la o crestere proportio"ala a 8itezei de

taiere# 4ceasta se datoreaza faptului ca o mare parte a e"eriei termice este co"sumata la

e'ti"derea zo"ei i"flue"tata termic care, pe"tru u" rost de taiere b O 1,7 mm, poate capata

o e'ti"dere de 0,&3 mm# *lasmatroa"ele care folosesc aze plasmoe"e biatomice


32/56

*e"tru prelucrarea pieselor di" otel carbo" cu rosimi de pa"a la 7 mm se pot

utiliza, i" locul azului i"ert, aer sau o'ie"# Calitatea taieturii cu 6et de plasma este cel

puti" tot atat de bu"a ca si cea realizata pri" taierea o'iflacara, i"sa cu o zo"a i"flue"tata

termic mai mica, de cel mult 1,7 mm# *recizia taieturii este de 1,7 mm#

'.:.*. +re!cr#re# /ri$ ero7i$e c /!#0%#?

*lasma este u" az sau u" amestec de aze puter"ic io"izat u"

spatiu limitat de orificiu u"ei duze#

)1


33/56

Figura.$. . Sc%ema de principiu a unui generator de plasma

1 > electrod de olfram & > 6et de az ) > a6uta6 de cupru 3 > 6et de plasma 7 >

piesa supusa prelucrarii - > sursa de cure"t co"ti"uu#

4rcul electric se formeaza i"tre u" electrod de olfram 1 si piesa supusa

prelucrarii 7# 4rcul pro8oaca io"izarea azului si 8a fi suflat i" afara sub forma u"ui 6et

de plasma 3 pe suprafata piesei u"de 8a produce erodarea acesteia, rezultaW"d piesa

prelucrata# *lasmatro"ul este u" a6uta6 de cupru ) racit fortat cu apa#

e"eratoarele de plasma pot fu"ctio"a, dupa modul i" care se realizeaza

descarcarea, i" doua 8aria"te:

> cu arc cu plasma < arcul arde i"tre electrodul > catod si piesa a"od treca"d pri" duza=> e"erator tip *lasmarc

> cu 6et de plasma e"erator tip *lasma > *lati"#

istemul de alime"tare cu az plasmoe" co"sta di" butelii de presiu"e i"alta i"

care se afla i"c9is azul de lucru aro", 9idroe" azot, 9eliu, Jripto" sau amestecuri ale

acestora# ursa de alime"tare cu e"erie electrica are, i" fu"ctie de e"eratorul utilizat,

puteri de pa"a la 107 K si te"siu"ea "ecesara arcului de plasma de &00 > &70 #

*relucrarea dime"sio"ala se obti"e i" urma operatiei de taiere, cili"drare

e'terioara, filetare, metalizare# e pot prelucra cu plasma otelurile i"o'idabile, otelurile

ma"a"oase, alia6ele de tita", cuprul, ma"eziul, alumi"iul si alia6ele lor, fo"ta si

deseurile to'ice ale i"dustriei c9imice


34/56

'.;. Sd#re# c /!#0%-.

Factori i" e8aluarea $arilor dez8oltate, au i" 8edere c o mare parte di" "ecesarul

i"dustriilor lor i" cadrul competi$iei te9"oloice si eco"omice mo"diale se datoreaz

i"troducerii te9"oloiilor specializate de +mbi"are cu rad ridicat de fiabilitate, co"ferite

de te9"oloii de asamblare robuste, acestea fii"d de reula te9"oloii specializate si

"eco"8e"tio"ale +"tre care repreze"tati8e su"t si te9"oloiile de +mbi"are cu microplasm

a materialelor similare si disimilare#

Realizarea te9"oloiilor specializate de sudare, "ecesit studierea si dez8oltareacu"osti"telor pri8i"d procesele fizice de i"terfata la "i8el micro si macrostructural

precum si %tii"ta co"ceperii si realizarii u"or "oi ec9ipame"te si te9"oloii de asamblare

care sa aib i" 8edere atit performa"$a procedeelor, pri8i"d reproductibilitatea calita$ii

imbi"rilor sudate cit si posibilita$ile de automatizare a fabrica$iei, co"trolul si

mo"itorizarea proceselor te9"oloice, asiurarea calita$ii totale a fabrica$iei, precum si

protec$ia mediului +"co"6urtor #

/ema a urmarit dez8oltarea u"ui ec9ipame"t si "oi te9"oloii i"o8ati8e demicro+mbi"are cu microplasm a materialelor similare si disimilare,> scopul urmarit fii"d

cre%terea calita$ii, asiurarea co"sumului i"ter", dispo"ibilitate pe"tru e'port si ali"ierea

la sta"dardele si "ormele europe"e i" dome"iu#

copul acestei i"itiati8e este dez8oltarea capacittii i" dome"iul %tii"$ific si

te9"oloic al imbi"arii "eco"8e"ti"ale de materiale disimilare, asiurarea u"or surse

i"ter"e de compete"ta stii"tific si e'pertiza te9"oloic de i"alt "i8el, precum si de

te9"oloiii a8a"sate pe"tru a raspu"de ceri"telor strateice de dez8oltare pe terme" lu"

i" co"te'tul eco"omiei lobaliza"te#

I" preze"t i" tara dome"iul fabrica$iei i"dustriale de compo"e"te care s i"lobeze

te9"oloii a8a"sate de +mbi"are este relati8 restri"s, moti8 pe"tru care i" fur"itura

societa$ilor romD"esti cu acti8ita$i specifice aceasta cateorie de produse au o caliatate

"ecesar a fi ridicata la "i8elul ceri"telor si sta"dardelor europe"e#

))


35/56

Atilizatori pe"tru ec9ipame"te si te9"oloii specializate pe"tru fabrica$ia

i"dustrial utilizi"d te9"oloii de +mbi"are cu microplasm a materialelor metalice

"eferoase similare si disimilare, su"t societ$ile comerciale romD"esti cu acti8ita$i

specifice di" orizo"tala i"dustriei bu"urilor de lar co"sum, i"dustria electrote9"ic,

electro"ic, microelectro"ic, automobiele, aparate de masur si co"trol, aparatura

medicala etc#, societa$i comerciale cu cu rad ridicat de fle'ibilitate %i adaptare di"

cateoria +"trepri"derilor mici si mi6locii se si te9"oloiile de +mbi"are cu microplasm#

Ide"tificarea pote"$ialului de disemi"are si de aplicare a te9"oloiilor demicro+mbi"are cu microplasm a "ecesarului de ec9ipame"te aparatura si te9"oloii

specifice etc#, "ecesit o bu" cu"oa%tere a societa$ilor comerciale romD"esti cu acti8ita$i

specifice, o bu" cu"oa%tere a particularita$ilor procedeelor te9"oloice precum si a

te"di"$elor de dez8oltare pe pla" mo"dial a acestor te9"oloii#

La procedeul KI, arcul se formeaz +"tre 8+rful electrodului de Kolfram si piesa

de sudare, spre deosebire de procedeul de sudare cu plasm


36/56

udarea cu arc de plasm o trecere piese

cu rosimi de 10>12 mm, respecti8 utilizi"d 8iteze de sudare mari# I" acelasi timp

sectiu"ea cusaturii este mai mare

>arcul electric de plasm are u" aspect colum"ar, cee ce il face puti" se"sibil la

8ariatii ale lu"imii sale#C urmare se admit tolera"te mai mari la pozitio"area pe

8erticla a pistoletului de sudare, marimea zo"ei topite "esc9imbi"du>se practic la 8ariatii

ale lu"imii arcului# I" acelasi timp pozitia pe orizo"tala a pistoletului este prete"tioasa

)7


37/56

>arcul de plasm are o stabilitate foarte bu", ceea ce permite sudarea cu cure"ti

foare mici, comparati8 cu sudarea KI# I" dome"iul cure"tilor mici, mai mici de 17 4,

procedeul se utilizeaza sub de"umirea de Y sudarea cu microplasm Y

>e"eratorul de plasm este mai complicat deci mai scump#

*ri" procedeul de sudare cu microplasm pri" topire proresi8 se pot suda

rosimi de table +"tre 0,007 si ),& mm# /e9"ica realizarii de microimbi"ari cu

microplasm se defi"e%te i" dome"iul rosimilor de p+"a la ma'imum 1 mm si rosimi

mi"ime de 0,0&mm# I" dome"iul e"errii si utilizarii plasmei termice la sudare , ate"$ia

a fost i"dreptata spre studierea fe"ome"elor leate de arcul secu"dar la e"erarea

plasmei, elucidarea factorilor de care depi"de stabilitatea 6etului de plasm, posibilitatea

de co"ce"trare ale acestuia pri" 8aria$ia compo"e"tei a'iale a presiu"ii, focalizarea

ma"etic si i"6ectarea u"ui az suplime"tar i" e'teriorul a6utat6ului# udarea cu microplasm , aceasta 8aria"ta a sudrii cu plasm care utilizeaz

i"te"sita$i reduse ale cure"tului de lucru permite pri" proprieta$ile sale mult superioare

celorlalte procedee aplicabile i" acest do"me"iu,> +mbi"area pri" sudare a pieselor fi"e

di" cele mai di8erse metale si alia6e# icroplasma se%te aplica$ii i" toate sectoarele

te9"oloiei u"de se cer sudate table sub$iri, piese delicate, sau de i"alta prcizie# .i" pu"ct

de 8edere al di8ersitatii metalelor care se pot +mbi"a pri" sudare cu microplasm, aceasta

reprezi"ta u"ul di"tre cele mai u"i8ersale procedee,> sudare a tita"ului, cuprului sialia6elor de cupru, materiale si alia6e refractare: Kolfram, olibde", *lati"a, o8ar,

I"calo, astelo, etc##

Capacitatea de repetabilitate a calita$ii imbi"rilor sudate este asiurata de

compo"e"tele softare si 9ardare co"sti"d i" ec9ipame"te performa"te de sudare,>

co"trol acti8, proramarea procesului te9"oloic, 8aloarea si forma cure"tului la por"irea

procesului de sudare, cure"tul de sudare, frec8e"$a si forma impusurilor, polaritate

re8ersibil, amorsare pri" cure"$i de i"alt frec8e"$a arc pilot,etc#, se"zorialistic,

automatic si dispoziti8are adec8ate aplica$iilor#

I" perioada 1550>&000 acti8itatea i" dome"iul ec9ipame"telor si te9"oloiilor

de sudare cu plasm si microplasm s>a derulat cu prepo"dere"ta i" cadrul /E 4

/imisoara#

)-


38/56

Rela"sarea eco"omic a u"or sectoare de acti8itate cu reale %a"se de reu%ita i"

produc$ia i"dustrial de compo"ete si bu"uri care i"lobeaza te9"oloii de +mbi"are >

procesare la cele mai i"alte sta"darde este posibil pri" utilizarea te9oloiilor a8a"sate,>

+"tre acestea "umar+"du>se si te9"oloiile de +mbi"are cu microplasm#

Ide"tificarea pote"$ialului de disemi"are si de aplicare a te9"oloiilor de

micro+mbi"are cu microplasm a "ecesarului de ec9ipame"te aparatura si te9"oloii

specifice etc#, "ecesit o bu" cu"oa%tere a societa$ilor comerciale romD"esti cu acti8ita$i

specifice, o bu" cu"oa%tere a particularita$ilor procedeelor te9"oloice precum si a

te"di"$elor de dez8oltare pe pla" mo"dial a acestor te9"oloii#

'.;.'. +eror%#$5e te6$o!o2ice !# 0d#re# c %icro/!#0%-

udarea cu arc de plasm co"stituie o e'te"sie %i o perfec$io"are a sudrii pri"

procedeul KI, astfel +"cDt %i ea face parte di" cateoria procedeelor de sudare cu

electrod "efuzibil +" mediu de az protector#

/rstura ese"$ial a e"eratoarelor de plasm co"st +" aceea c arcul electric esteco"strD"s +"tr>u" a6uta6 a8D"d diametrul relati8 redus# 4ceasta asiur a8a"ta6ele u"ei

co"ce"trri e"eretice ridicate, de"sit$i mari de cure"t %i u" aspect colum"ar cracterizat

pri"tr>o stabilitate deosebit# Natura colum"ar a arcului de plasm +l face mult mai pu$i"

se"sibil la 8aria$iile lu"imii sale, comparati8 cu arcul oricrui alt procedeu de sudare#

.atorit "aturii arcului de plasm, co"strD"s %i cili"dric, sudarea cu plasm

prezi"t o serie de a8a"ta6e fa$ de procedeul KI %i a"ume :

>"edeformabilitatea arcului de plasm permite o disipare mult mai bu" a flu'ului termic

spre pies %i "u se obser8 salturi ale piciorului arcului pe proemi"e"$ele pieselor

>posibilitatea cre%terii lu"imii arcului permite tolera"$e mai mari la pozi$io"area

e"eratorului de plasm# .e aseme"ea, mrimea zo"ei topite "u se sc9imb la 8aria$iile

lu"imii arcului

)


39/56

>co"ce"trarea e"eretic mai bu" permite sudarea cu 8itez mai mare %i realizarea

+mbi"rilor pD" la 10 > 17 mm rosime di"tr>o si"ur trecere# .e aseme"ea, e'ti"derea

ZI/ este mai redus %i deforma$iile pieselor su"t mai reduse

>stabilitatea e'cele"t a arcului de plasm la sudarea cu plasm "u apar o'izi la rdci" sau pe suprafa$a custurii

>la sudare cu plasm deforma$iile tablelor su"t mai reduse#

*ri"cipalele deza8a"ta6e ale sudrii cu plasm fa$ de sudarea I(4 su"t de"atur eco"omic, datorit costului mai ridicat al ec9ipame"tului de sudare %i al

aro"ului# udarea cu plasm rmD"e +"s de "e+"locuit pe"tru aplic$ii te9"oloice

prete"$ioase u"

az i"ert


40/56

de az, "umit az de protec$ie, al crui debit este de cDte8a ori mai mare decDt cel al

azului plasmae"#

4stfel, dac pe"tru azul plasmae" se folosesc debite de 0,1 ### & l(mi", pe"tru

azul de protec$ie este "ecesar u" debit de - > 10 l(mi", fu"c$ie de puterea arcului#

Natura azului de protec$ie depi"de de aplica$ia te9"oloic# *e"tru sudarea

o$elurilor auste"itice, a "ic9elului %i a alia6elor Cu>Ni se folosesc amestecuri de 4r [ &

2 @=# 4duarea 9idroe"ului mre%te e"eria dispo"ibil la sudare %i +mbu"t$e%te

tra"sferul de cldur spre pies# .e aseme"ea, 9idroe"ul fluidizeaz baia de metal topit

%i e'trae impurit$ile di" baie u" adaos de CB& cre%te co"siderabil 8iteza de lucru la

sudarea o$elurilor carbo" obi%"uite# *ri"tr>u" adaos de 9eliu se mre%te e"eria coloa"ei arcului dar pe"tru c acest

efect s fie sem"ificati8 este "ecesar de cel pu$i" 70 @ e# Atilizarea acestui az, de%i

a8a"ta6eaz di" pu"ct de 8edere al calit$ii +mbi"rilor, este se8er limitat de costul su

e'trem de ridicat#

!" mod obi%"uit, la sudarea cu plasm se folose%te aro" > pe"tru azul plasmae"

%i 4r sau 4r [ & > pe"tru azul de protec$ie#

udarea cu microplasm se "umr pri"tre procedeele la care modul de lucru sesc9imb +" fu"c$ie de 8aloarea cure"tului de sudare# 4stfel, sudarea cu plasm a

microimbi"rilor se recoma"da procedeul : pri" topire proresi8 i" plasma

eldi"Q=

*e"tru tablele sub$iri se recoma"d sudarea cu plasm pri" topire proresi8, la

care custura se ob$i"e pri" a8a"sul proresi8 al bii de metal topit


41/56

>cu per" de flu' ceramic

>cu pa"lic special adezi8 di" fibre de sticl

>cu per" de az i"ert#

B$elurile i"o'idabile auste"itice, +" stare topit, se cracterizeaz pri"tr>o

8Dscozitate ridicat %i o te"siu"e superficial mare iar baia topit are o form stabil fr

luarea u"or msuri speciale#

B$elurile "ealiate %i slab aliate au o 8Dscozitate %i te"siu"e superficial mai sczute

iar baia topit "u>%i mai co"ser8 forma, deci trebuie sus$i"ut# etoda de sus$i"ere cea

mai utilizat este cea cu per" de az i"ert, realizat pri"tr>o u%oar suprapresiu"e +" zo"a

rdci"ii custurii# azul folosit +" acest scop este, de obicei, aro"ul# !" cazul folosirii

9idroe"ului +" amestec cu aro"ul la azul de protec$ie, care pe lD" cre%terea e"eriei

dispo"ibile la sudare are %i u" efect de fluidizare a bii topite, sus$i"erea rdci"ii cu oper" de az i"ert este "ecesar %i la sudarea o$elurilor i"o'idabile#

Atilizarea dispoziti8elor de fi'are a tablelor permite realizarea u"ei protec$ii siure

%i a u"ei sus$i"eri eficace a rdci"ii# 4ceste dispoziti8e se utilizeaz +"deosebi +" czul

tablelor sub$iri ) mm= u"de pot apare frec8e"t erori de ali"iere %i deforma$ii

+"sem"ate +" timpul sudrii#*ractic, sudarea tablelor sub 1 mm rosime este imposibil

fr dispoziti8e de fi'are#

udarea cu plas se efectueaz, de obicei, +" reim meca"izat(automatizat# *e"trurealizarea +mbi"rilor rectili"ii, de obicei, capul de sudare


42/56

'.;.1. Sd#re# c %icro/!#0%- i$ cre$t /!0#t

!" ultimii a"i o perfec$io"are remarcabil a te9"icii sudrii cu arcul electric, +"

e"eral, %i cu arcul de plasm, +" special, s>a ob$i"ut pe seama utilizrii Qcure"tului

pulsatQ Im O cure"t mi"im


43/56

>t O timpul cure"tului ma'im

e obser8 c tm [ t O /, adic perioada de repeti$ie, iar 1(/ O f, frec8e"$a de impuls

sau de modula$ie#

*ri" relarea i"depe"de"t a "i8elelor Im, I, tm, %i t este posibil o dozare

foarte precis a e"eriei i"troduse +" piesele de sudat, iar custura sudat rezult c o

succesiu"e de pu"cte de sudur par$ial suprapuse#

/opirea metalului %i formarea bii su"t produse doar de pulsul de cure"t, de8aloare

I +" i"ter8alul t# Ni8elul redus Im are doar rolul de a me"$i"e arderea stabil a arcului

de plasm, u%urD"d reapri"derea pulsului urmtor, i"ter8al 7 @ di" perioada de oscila$ie /, iar frec8e"$a de modula$ie este de 3 >

10 z#

!" diarama di" fiura & se mai obser8 +"c ) parametrii:

>tc : timpul de cre%tere

>td : timpul de descre%tere

>ts : timpul de sti"ere ar crea dac amorsarea, respecti8

sti"erea arcului de plasm, s>ar realiza la 8aloarea I#

Co"form diaramei di" fiura &, amorsarea procesului de sudare se face +"

mome"tul 1, la 8aloarea Im, dup care +"cepe cre%terea cure"tului de la Im la I +"

timpul tc, iar coma"da de +"trerupere se d +" mome"tul & cD"d +"cepe descre%terea

cure"tului de la I la Im +" timpul td# ti"erea efecti8 a arcului de plasm are loc +"s

+" mome"tul ), dup parcurerea timpului ts, care trebuie s fie mai mare decDt td#

La u"ele ec9ipame"te de sudare, timpii tc, td %i ts "u su"t relabili# .e aseme"ea,

+" ace%ti timpi impulsurile


44/56

>La aceea%i 8aloare medie a cure"tului de sudare, utilizarea cure"$ilor pulsa$i determi" o

cre%tere a pe"etra$iei

>Co"trolul precis al 8itezei de rcire %i solidificare permite scurtarea duratei de me"$i"ere

a metalului la temperaturi ridicate# 4cest fapt are implic$ii fa8orabile +":

a= reducerea timpului oferit u"ei e8e"tuale co"tami"ri cu aze a metalului

custurii, aze pro8e"ite fie di" atmosfer /e"siu"ile reziduale %i deforma$iile su"t mai mici c urmare a e"eriei mai redusei"troduse +" piese

>.ozarea foarte precis a e"eriei i"troduse +" piese, ceea ce are c efect:

a= reducerea l$imii custurii

b= reducerea zo"ei i"flue"$ate termic

c= u%urarea sudrii tablelor foarte sub$iri 0,7 mm= pri" reducerea 8olumului bii %i

a pericolului curerii acesteia#

tabilirea reimului de sudare +"seam", practic, determi"area urmtorilorparametrii:

>8iteza de sudare, 8s

>cure"tul de sudare, Is

>"atura %i debitul azului plasmae", .

>"atura %i debitul azului de protec$ie, .p#

!" cazul sudrii +" reim de cure"t pulsat, 8aloarea efecti8 a cure"tului de sudare

este determi"at de:

>8aloarea cure"tului de baz 8aloarea cure"tului de impuls durata cure"tului de baz durata cure"tului de impuls


45/56

>"atura %i rosimea metalului de sudat

>mrimea co"struc$ia e"eratorului de plasm


46/56

co"$i"D"d o electro"ic sofisticat, care "ecesit u" perso"al calificat corespu"ztor atDt

la e'ploatare cDt %i la +"tre$i"ere %i depa"are#

La sudarea cu plasm %i microplasm, foarte importa"te su"t dispoziti8ele

te9"oloice de lucru care asiur, de reul, strD"erea %i pozi$io"area mari"ilor tablelor

supuse sudrii, deplasarea automat


47/56

e me"$io"eaz +" co"ti"uare pri"cipalele rupe de "ormati8e pri8i"d +"cercrile

"edistructi8e:

'0rupa "S2C(" 13.144 5 (xaminri nedistructive, i"clusi8 aparatura specific


48/56

>+" cazul utilizrii metodei micrometrice: dispoziti8e de msurare sta"dardizate ce asiur

>precizia cerut de co"di$ia te9"ic corespu"ztoare

>+" cazul utilizrii u"or calibre, acestea se omolo9eaz la omoloarea a"samblului

te9"oloiei#

c9 surtori electrice. surtorile electrice se efectueaz +" rela$ie implicit cu

desti"a$ia specific de utilizare a "oilor materiale realizate pri" micro+mbi"are cu

microplasm %i co"stau +" 8erificarea co"duc$iei electrice %i determi"area reziste"$ei de

co"tact#

Literatura de specialitate cupri"de mai multe "ormati8e referitoare la 8erificrile

co"tactelor electrice +" raport de particularit$ile fu"c$io"ale %i co"structi8>te9"oloice

ale acestora#

.eoarece "u e'ist e'plicit metode de co"trol de tip electric pe"tru te9"oloia demicro+mbi"are cu microplasm, pe baza a"alizei metodicilor pre8zute de literatura de

specialitate, s>a optat pe"tru metodele pre8zute de "ormati8ele europe"e, respecti8 CEI

-071&>&, adaptD"du>se cele pre8zute +" "oile "ormati8e aprute +" ultimii a"i#

etodele de +"cercare specificate su"t metode "ormate pe"tru msurarea

reziste"$ei electrice a u"ei perec9i de metale +mbi"ate pri" te9"oloia de sudare pri"

microplasm#

Reziste"$a de co"tact trebuie s fie deri8at +" mod "ormal de cderea de te"siu"emsurat +"tre zo"ele pre8zute pe"tru co"e'iu"ea(racordarea cabla6elor la co"tacte +"

pu"ctele defi"ite +" specifica$ia te9"ic corespu"ztoare#

.atorit stadiului de etap, +" abse"$a u"or specifica$ii te9"ice, pu"ctele de

msurare s>au fi'at astfel +"cDt zo"a de +mbi"are s fie apro'imati8 eal deprtat de

pu"ctele de msurare a cderii de te"siu"e, stabili"du>se o dista"$ de &0mm +"tre

acestea plasarea pu"ctelor de msurare a te"siu"ii fii"d astfel: cDte u"ul pe fiecare di"

cele dou materiale +mbi"ate#

surtorile s>au e'ecutat +" cure"t co"ti"uu utilizD"du>se o metod de msurare

+" patru pu"cte co"form CEI -0 3-2:153#

!" cazul efecturii de msurtori +" cure"t alter"ati8 8aloarea te"siu"ii de +"cercare

este repreze"tat de 8aloarea ma'im a acesteia %i "u de 8aloarea eficace#

3


49/56

!" timpul msurtorilor trebuie luate msuri pe"tru e8itarea e'ercitrii de presiu"i

a"ormale asupra co"tactului supus +"cercrii#

A" ciclu de msurtori +" cure"t co"ti"uu co"st di" urmtoarele etape:

'aplicarea te"siu"ii

'msurarea cderii de te"siu"e la parcurerea co"tactului de ctre cure"t +"tr>u" se"s,

defi"it e"eric Qse"s directQ

'msurarea cderii de te"siu"e la parcurerea co"tactului de ctre cure"t +" se"s opus fa$

de cel i"i$ial, defi"it e"eric Qse"s i"8ersQ

'deco"ectarea de la sursa de te"siu"e#

o"ta6ul de msurare utilizat este preze"tat sc9ematic +" fiura #

Figura.$.. Sc%ema monta-ului electric pentru determinarea continuitii electrice )i a

rezistenei de contact + .

#1 )i #$ 5 materiale m&inate prin sudare cu

microplasm

; 5 instrument de msurare

a tensiunii


50/56

pro&

Rezultatul msurrii reziste"$ei de co"tact +" cure"t co"ti"uu este media a dou

8alori ob$i"ute la trecerea cure"tului +"tr>u" se"s %i +" se"s i"8ers# Folosirea ecua$iei


51/56

'efectuarea determi"rilor se realizeaz la 8alori bi"e determi"ate ale cure"$ilor pri"

probe pe"tru reducerea la mi"imum a erorilor i"troduse pri" imprecizia msurtorilor de

te"siu"e corespu"ztoare

'cre%terea "umrului de msurtori pe"tru fiecare tip de co"tact pe"tru cre%terea preciziei

de determi"are a 8alorii medii a reziste"$ei, +" fu"c$ie %i de "umrul de epru8ete

dispo"ibile

'e8e"tuala ma6orare a 8alorii cure"tului de +"cercare, +" cazul u"or co"tacte de mare

suprafa$, +" scopul cre%terii preciziei la msurarea parametrilor electrici#

.otarea mi"imal utilizat +" acest scop este co"stituit aparatura preze"tat +"

lucrrile "oastre a"terioare

!" ceea ce pri8e%te sudarea alumi"iului, propriet$ile specifice care afecteazprocesul su"t caracteristicile sale o'idati8e, termice

%i pstreze caracteristica de co"ducti8itate ridicat, alumi"iul pur a8D"d o co"ducti8itate

electric ce reprezi"t cca# -&@ di" cea a cuprului pur co"ducti8itatea ridicat permite

utilizarea +" aplica$ii specifice# 4lumi"iul poate fi sudat i"difere"t de formele sale de

preze"tare: folii, table, repere ob$i"ute pri" e'trudere sau matri$are, etc# *e"tru sudareaalumi"iului de rosimi de la 0,&7 la 170 mm se folose%te te9"oloia *4K care permite o

bu" ma"e8rabilitate %i co"trolul procesului pe toat durata acestui

70


52/56

'.;.8 Metodo!o2i# de co$tro! # $or %#teri#!e /eror%#$te o45i$te /ri$te6$o!o2i#

de oel2oel> CuCr2CuCr> Cu?2Cu?> aluminiu2aluminiu.

etodele distructi8e de e'ami"are(caracterizare a micro+mbi"rilor cu

microplasm se realizeaz, +" e"eral, ca +"cercri de tip meca"ic %i 8erificri ale

comportrii +" co"di$ii de mediu specifice aplica$iei co"crete#

.e e'emplu, sudarea cuprului %i a alia6elor acestuia pri" te9"oloia *4K este

compatibil cu te9"oloia /4K a acestor alia6e# 4ro"ul, 9eliul %i amestecuri ale

acestor aze su"t utilizate pe"tru sudarea tuturor alia6elor# e subli"iaz c, la sudareacuprului "u se folose%te "iciodat 9idroe"ul# *4K %i sudarea cu microplasm O *4K cu

ec9ipame"t mi"iaturizat pe"tru lucrri comple'e, prezi"t a8a"ta6ul c datorit

eometriei te9"oloice a electrodului implic reducerea drastic a co"tami"rii +" timpul

sudrii alia6elor cu co"stitue"$i ce au temperaturi mici de topire, de tipul alamelor,

bro"zurilor, bro"zurilor fosforoase %i bro"zurilor de alumi"iu#

!"cercarea distructi8 este repreze"tat de fapt de rupa +"cercrilor de tip

meca"ic %i de comportare +" co"di$ii specifice de mediu# .efi"irea +"cercrilor meca"ice se face pri" a"aliza datelor pri8i"d:

'tipul de solicitare meca"ic la care este supus +mbi"area pe durata "ormat de

utilizare, cupri"zD"d depozitarea, tra"sportul %i aplica$ia propriu>zis

'8alorile parametrilor caracteristici fiecrui tip de solicitare meca"ic la care se

supu"e proba pe"tru a rezista co"di$iilor reale de e'ploatare

'caracteristici adiace"te pe"tru e'ecu$ia +"cercrii, de "atura "umrului, tipului de

epru8ete, etc, care fie su"t co"forme pre8ederilor di" "ormele specifice, fie su"t

particularizare +" specifica$ia te9"ic corespu"ztoare#

.e aseme"ea, stabilirea metodei de 8erificare a comportrii +mbi"rilor +"

co"di$iile de mediu se poate realiza "umai dup defi"irea aplica$iei specifice# .eoarece,

de reul, 8erificarea reziste"$ei materialelor la factorii de mediu specifici desti"a$iei de

71


53/56

utilizare este precedat %i urmat de o +"cercare meca"ic, preze"tarea rezultatelor

docume"trii este realizat co"comite"t#

La co"sultarea bibliorafic a "ormati8elor "a$io"ale a particularizat pe"tru

cuplurile sistemelor te9"oloice corespu"ztoare probelor realizate +" cadrul fazei#

Caracteristicile de QmaterialQ cele mai repreze"tati8e di" pu"ct de 8edere al

utilizatorului, ca de e'emplu reziste"$ meca"ic la oboseal au selectat urmtoarele rupe de

"ormati8e care se pot utiliza la +"cercarea tipodime"siu"ilor de sisteme de materiale

realizate +" sistemele te9"oloice similare celor +" care s>au e'ecutat epru8etele +" cadrul

fazei#

". @ormative privind cupru> alia-e ale acestuia> aluminiu> oel> prin extensie m&inri ale

acestora:

' @ormative "S> =SA> C(" privind metode generale de ncercare distructiv a

metalelor ce constituie o&iectul fazei6

"". @ormative privind ncercrile mecanice ale metalelor> prin extensie m&inri ale acestora

prin diferite procedee te%nologice:

' 0rupa "S 77.4,4.14 5 8ncercarea mecanic a metalelor6' 0rupa "S 13.4/4 5 8ncercri mecanice n general6

' 0rupa "S $.1/4.,4 5 8ncercri mecanice pentru m&inri sudate6

""". @ormative privind ncercrile climatice ale metalelor> prin extensie m&inri ale acestora:

0rupa "S2C(" 13.4,4 5 8ncercri climatice.

7&


54/56

.e aseme"ea, e'ist "umeroase "ormati8e 4/ referitoare la metode de

+"cercare corespu"ztoare rupelor I ? III defi"ite mai sus#

.i" fiecare rup, +" raport cu desti"a$ia specific de utilizare %i al$i parametrii

fu"c$io"ali specifici se 8or i"clude +" specifica$iile te9"ice metodele cele mai adec8ate

co"form solicitrilor utilizatorilor, di" u"a sau mai multe rupe me"$io"ate#

etodele se pot prelua ca atare sau se pot adapta fiecrui caz co"cret, pri"

realizarea de dispoziti8e a"e'e pe"tru fi'area probelor co"crete la dispoziti8ele de

+"cercare e"erale#

Caracteristicile mecanice ale metalelordetermi" dome"iul de utilizare a

acestora %i defi"esc modul de comportare a acesta# Cele mai importa"te caracteristici su"t

reziste"$a, duritatea, ductilitatea modulul lui ^ou"=, reducerea

ariei, reziste"$a la impact# .uritatea u"ui metal este defi"it ca reziste"$a local a metalului la ptru"derea

u"ui corp mai dur, +"cercarea realizD"du>se cu Metaloa"e; specifice: bil de o$el sau de

diama"t caracteristica astfel determi"at se "ume%te duritatea Uri"ell, respecti8 duritatea

RocJell +" fu"c$ie de metoda de +"cercare utilizat metalele se pot caracteriza di" pu"ct

de 8edere a durit$ii icJers sau 9ore#

Reziste"$a la impact se determi" pri" +"cercarea C9arp, iar ca i"forma$ie

fur"izat reprezi"t capacitatea metalului de a rezista la %ocuri# Cuprul )i alia-ele de cuprusu"t utilizate +" "umeroase co"di$ii de mediu %i

aplica$ii datorit e'cele"tei lor reziste"$e la coroziu"e, care este cuplat cu alte propriet$i

dorite, precum co"ducti8itatea electric %i termic superioare, facilitatea de prelucrare %i

+mbi"are, dome"iul lar de propriet$i meca"ice, reziste"$a la reziduurile bioloice#

Cuprul se corodeaz +" rate "e+"sem"ate +" aer "epoluat, ap, acizi "eo'ida"$i dezaera$i#

4lia6ele de cupru rezist +" ma6oritatea solu$iilor sali"e, a solu$iilor alcali"e %i a

c9imicalelor ora"ice# /otu%i, cuprul este susceptibil u"ui atac mai rapid +" acizi o'ida"$i,

sruri o'ida"te ale metalelor rele, sulf, amo"iu


55/56

'aplica$ii "a8ale, i"clusi8 maritime %i terestre, +" care reziste"$a superioar la diferite

tipuri de ap


56/56

BIBLIOGRAFIE

G6. +o/#, L. S

disertatie adrian.doc

Documents

Transcript of disertatie adrian.doc