roboti industriali

cei care au conexiunea mai buna la internet decat mine pot intra pe urmatoarele site-uri care prezinta niste roboti industriali:
kawasaki
kukarobots
Nanotechnology: Where science fiction meets reality
aici puteti copia ceva filme cu roboti produsi de firma kawasaki
robotii industriali si arta

Haloscan commenting and trackback have been added to this blog.

Pentru proiectul de TCM

Stabilirea tehnologiei de fabricaţie a unei piese :
(piesa care va constitui temă pentru proiect la disciplina TCM, pentru cei care vor promova în anul V), cu următoarele componente:

a.) analiza desenului piesei şi a tehnologicităţii acesteia: desen, material, tratament termic, dimensiuni, lanţuri de dimensiuni, cotare, precizie dimensiuni, toleranţe, masa, etc., elaborare desen nou cu completările introduse.

b.) Prezentarea itinerarului tehnologic de fabricaţie a piesei din desen, în trei variante şi analiza critică a variantelor. Adoptarea variantei finale.

c.) Elaborarea itinerarului tehnologic cu detalierea: fazelor, fixarea piesei, scule, dispozitive, verificatoare, maşina unealtă, conform model de aplicaţie la lucrările de laborator.

d.) Calculul adaosurilor de prelucrare şi a dimensiunilor intermediare.
Pentru colegii mei care stiu ca se apropie termenul de preadare al proiectelor de semestru . N ar fi rau daca ati da un clic si aici pentru a vedea unele indicatii date de un coleg de al meu

poze de la prelucrarea cu discuri abrazive

Posted by Hello

de la prelucrarea cu jet de plasma

Posted by Hello

poze de la prelucrarea cu jet de plasma

Posted by Hello

poze de la prelucrarea cu plasma

Posted by Hello

despre fasciculele laser

din pacate pozele lip[sesc si aici ca nu reusesc sa le trimit pe blog
Domenii de utilizare a prelucrarilor cu fascicule dirijate
La ora actuala, in domeniile de varf ale industriei: electronica, automatica, mecanica fina, si ingeneral tehinca miniaturizarii si ultraminiaturizarii, nu se pot realiza anumite tehnologii de prelucrare fara utilizarea unor procedee neconventionale, cum sunt prelucrarile cu fascicule dirijate (laseri, electroni, inoi etc.), care pot asigura precizii si calitate corespunzatoare ale suprafetelor rezultate.
Daca la inceput aceste tipuri de tehnologii aveau o arie de utilizare relativ restransa, definitiva in special de domeniul microprelucrarilor, la ora actuala, fasciculele dirijate sunt folosite in toate ramurile industriale: constructia de masini, transporturi si telecomunicatii, metalurgie, industria miniera, aeronautica, electronica, industria usoara etc.
Extinderea tot mai larga a gamei de utilizari a fasciculelor dirijate in domeniul prelucrarilor se datoreaza posibilatatii de focalizare in spoturi de dimensiuni extrem de mici a unor densitati foarte mari de putere (caldura), in comparatie cu alte surse conventionale cum sunt: flacara oxiacetilenica sau arcul electric.




Instalatii romanesti de prelucrare cu fascicule dirijate
In domeniul prelucrarilor cu fascicule dirijate, instalatiile sunt in general concepute si realizate corespunzator tipului de prelucrare care urmeaza a fi efectuata si, ca o consecinta, gradul de universalitate al acestor tipuri de instalatii este relativ redus.
La ora actuala insa, numarul de astfel de instalatii - desi specializate - a crescut vertiginos odata cu dezvoltarea unor ramuri ale tehnicii, cum sunt:microelectronica, mecanica fina, astronautica, tehinca nucleara etc., care impun folosirea pe scara larga a acestor electrotehnologii.
Astazi, aceste tipuri de instalatii sunt produse de o serie intreaga de firme din S.U.A., U.R.S.S., Canada, Franta, Japonia etc.
La noi in tara, primele, primele instalatii de prelucrare cu fascicule dirijate au fost realizate la I.F.A. Bucuresti, I.C.T.C.M. Bucuresti si I.S.I.M. Timisoara.
Bazele acestei fabricatii proprii de instalatii de prelucrare cu fascicule dirijate au fost determinate si s-au sprijinit pe cercetariile teoretice si experimentale efectuate in cadrul institutelor noastre de specialitate, in institutele de invatamant superior, ca o necesitate stringenta a dezvoltarii industriei constructoare de masini la noi in tara.
Astfel, la ora actuala, pentru satisfacere cerintelor industriei in domeniul prelucrarilor, la Institutul de Fizica si Tehnologia Aparatelor cu Radiatii Bucuresti, se produc in mod curent numeroase tipuri de unitati laser, dintre care se impun a fi amintite 9:
• Laser cu CO2 inchis, model LIR 16, cu emisie in infrarosu pe lungimea de unda de 10,6 microm si putere emisa de 3-5 W;
• Laser cu CO2 inchis, cu puterea de iesire de 25-30 W, utilizabil in special la taierea placutelor caramice in industria electronica, la taierea materialelor textile precum si la prelucrarea materialelor plastice;
• Laser cu CO2 inchis, cu puterea de iesire de 100 W, cu domenii de utilizare in special la taierea materialelor plastice, textile, lemnoase si refractare;
• Laser CO2 cu transport de gaz si puterea de iesire de 600 W, utilizat la taierea diferitelor materiale metalice si nemetalice, la sudura unor piese din otel, precum si la tratamente termice de durificare;
• Laser Co2 cu transport de gaz de putere emisa 1...2 kW utilizat la operatii de taiere, sudura, tratament termic;
• Instalatii de microprelucrari cu laser cu sticla dopata cu neodim - NEODIM 15, utilizata la prelucrarea unor microorificii cu diametrul de 0,2...0,8 mm si lungimi de 0,2-3 mm in piese (lagare, filiere de tragere etc.) confectionate din materiale dure si extradure (rubin, carburi metalice, diamant etc.).
Trebuie mentionat ca, in afara instalatiilor laser de prelucrare amintite, la I.F.A. se produc si alte tipuri de instalatii in cele diverse domenii de utilizare (interferometrie, comunicatii optice, spectroscopie, alinieri, masuratori etc.).
De asmenea la I.F.A. Bucuresti in colaborare cu I.S.I.M. Timisoara, s-au realizat instalatii de prelucrare cu fascicule de electroni destinate in special sudarii diferitelor materiale. O astfel de instalatie standard de sudare are urmatoarele caracteristici principale [5]:
• constructia tunului electronic: tip dioda;
• tensiunea maxima de accelerare: 60 kV;
• puterea: 12 kW;
• dimensiunile camerei de sudare: 1200x600x600 mm;
• vidul in camera de sudare: 10 la puterea -5 torr.



Instalatiile laser se impart in functie de modul lor de functionare in 2 grupe, si anume:
• Instalatii cu functionare intermitenta, la care emisiunea stimulata se face prin impulsuri cu fascicule. Intervalul de timp dintre impulsuri este ordinalul lui 10 la -6...10 la -8 secunde, corespunzand starilor energetice pe care se situeaza sistemele atomice excitate;
• Instalatii cu functionare continua, la care emisiunea stimulata se face prin radiatii in mod continuu, la trecerea sistemelor atomice de pe nivelele energetice de excitatie pe nivelul energetic fundamental.
Toate aceste tipuri de instalatii, indiferent de modul de emisie (continuu sau in impulsuri), se diferentiaza prin cara cteristicile tipice ale radiatiei emise: intensitate, monocromaticitate, putere focala, randament energetic etc.
1.Laserii cu mediul activ solid folosesc pentru producerea de radiatii, materiale dielectrice, la care elementul activ il constituie ionii de crom (Cr) sau ai diferitelor pamanturi rare: neodimul (Nd), europiul (Eu), samaraiul (Sa). Acesti ioni sunt dispersati intr-o concentratie foarte mica intr-o retea cristalina pura sau sunt incorporati in alte materiale (sticla, plastic etc.).
Principalele tipuri de laseri cu mediu activ solid sunt urmatatoarele:
a. Laserul cu rubin - emite radiatii coerente in lungimea de unda = 6943 A;
Raza unui laser cu rubin:
b. Laserul cu sticla dopata cu neodim - emite radiatii coerente in lungimea de unda = 1,6 micrometri
c.Laseru cu granati de itriu si aluminiu (YAG) dopati cu niodim - emite radiatii coerente in lungimea de unda = 1,06 micrometri.
Primul laser cu gaz (heliu-neon) a fost realizat in cadrul acelorasi laboratoare de la "Bell Telephone". Laserul cu rubin in laboratoarele de la "Bell Telephone".




Principii constructive ale dispozitivelor laser
Pentru realizarea unei emisiuni de tip laser, se impune indeplinrea catorva conditii absolut necesare, care sa permita obtinerea de radiatii optice coerente pe baza emisie stimulate, si anume: Adoptarea unei metode care sa va asigure realizarea inversiunii de populatie intre doua niveluri energetice ale unui mediu activ, la care trecerea de pe un nivel pe altul sa se faca prin emisia unui foton in spectrul vizibil. Acest fenomen de transformare a sistemelor atomice din stare fundamentala din stare fundamentala in stare excitata poarta numele de pompaj; Existenta unei cavitati rezonabile, suficient de mare, care sa poata include in interiorul ei mediul amplificator necesar sustinerii oscilatilor sistemelor atomice; Mediul amplificator sa fie de natura sa permita o crestere de enegie suficient de mare, astfel incat, prin emliminarea pierderilor din cavitatea rezonanta, sistemul sa functioneze in regim oscilatoriu.
Realizarea pompajului
se face prin diverse metode, dintre care cele mai importante sunt:Iradierea optica
Disociatia chimica
Inductia magnetica
Descarcarea electrica
Cavitatea rezonanta
Dintre cavitatile rezonante utilizate , in functie de forma oglinzilor O1 O2, cele mai des intalnite sunt urmatoarele:Rezonatorul plan paralel
Rezonatorul cu raza mari
Rezonatorul confocal
Rezonatorul concetric
Rezonatorul semisferic
Mediul activ utilizat
La dispozitivele maser si laser se poate caracteriza prin doua, trei sau mai multe niveluri energetice, putand fi de natura solida, lichida sau gazoasa.
Cavitatea rezonanta:
Fig. 1, este compuse in general dintr-un cilindru 1 sau o prisma cu lungimea cuprinsa intre 0,1 si 10m functie de mediul activ utilizat (la medii active gazoase, lumngimea este relativ mare, caracteristica gazului utilizat). In interiorul acestui cilindru este dispus mediul activ, 2, iar la capete acesta este prevazut cu oglinzile 3 si 4, cu mare putere de reflexie, in scopul reflectarii de cateva mii de ori a fontonilor emisi prin pompaj si care se propaga in lungul mediului activ stimuland alte sisteme atomice pentru a trece pe nivele de excitatie. Oglinda 3 este opaca, in timp ce oglinda 4 lasa sa treaca 4% din fascicul prin interiorul unei fante (aperatura) de forma celor prezentate in fig. 4.8. In aceste conditii o anumita parte din radiatiile care nu cad perpendicular pe suprafata oglinzilor ies din rezonator prin peretii acestuia si micsoreaza in mod substantial randamentul instalatiei.

scurt istoric privind prelucrarea su discuri abrazive si strunjirea NCB

.1 Scurt istoric privind prelucrarea cu discuri abrasive şi srunjirea cu NCB
Sculele pentru rectificare pentru prelucrări mecanice se folosesc de aproximativ 100 de ani, după cum arată figura 4.1.
Avântul în dezvoltarea sculelor pentru rectificare a fost invenţia maşinii cu aburi. În jurul anului 1786 în Sheffield a funcţionat o maşină de rectificat care funcţiona cu ajutorul unei maşini de aburi. În 1790 Watt a proiectat o maşină de rectificat oglinzi, în 1808 s-a vândut o hârtie specială sub numele de hârtie de rectificat.
Pentru ascuţirea cuţitelor în 1827 Felton, 1829 Westley şi-a brevetat maşina de rectificat.
Pânza de şlefuit a fost inventat de Lowothorp în 1831.
Alfred Krupp în 1832 a executat prima maşină de rectificat alezaje, care pentru executarea alezajelor adânci a devenit mai importantă decât strunjirea s-au frezarea.
Sculele de rectificat şi şlefuit executate cu ajutorul legăturilor chimice a fost făcut de fabrica de porţelan din Engersburg (Germania 1861). Particulele abrazive erau din granule de quarţ iar liantul era din porţelan ars.
Influenţă importantă asupra fabricării sculelor de rectificat şi a tehnicilor de rectificat a constituit că s-a rezolvat fabricarea carbitului de siliciu (Acheson, SUA 1891) şi confecţionarea industrială a electrocorundului ( Moyat şi Hasslacher, Germania 1894).
Viitorul tehnologiei de fabricaţie, în cadrul căruia rectificarea primeşte tot mai mare avans, următoarele factori au influenţă :
- varietatea mare a sculelor de maşini;
- cerinţă tot mai mare pentru producţie de serie mică şi unicate;
- cerinţă tot mai ridicată pentru precizie;
- tendinţe tot mai mari pentru prelucrarea şi utilizarea materialelor dure şi extradure;
- perfecţionarea legăturilor dintre proiectare şi fabricaţie;

Cerinţele viitorului faţă de maşinile producătoare de bunuri sînt următoarele:
- să fie multilaterale;
- precizie ridicată;
- producţie şi fiabilitate ridicată;
- fabricarea sculelor tot mai precise;
- maşina-unealtă să fie legat şi comandat de calculator;
Astfel noile tendinţe sînt pentru utilizarea calculatorului care este legat de maşina unealtă.
Analogia structurară dintre cristalul de grafit (figura 4.3,a) şi cel de carbură de bor (figura 4.3,b), a condus pe chimistul V. M. Goldshmit la ideea unei posibile transformări a nitruri de bor din sistem hexagonal în sistem cubic, asemenea grafitului în diamant. Această ideie a devenit
realizabilă în anul 1957, când s-a pus la punct metoda obţinerii nitrurii cubice de bor.
Cristalizată în sistem hexagonal, nitrura de bor este o sare obişnuită a acidului azotic; supusă unei acţiuni combinate de presare sub regim termic ridicat, nitrura de bor îşi schimbă structura cristalină din sistem hexagonal în sistem cubic (figura 4.3,c) asemănător diamantului (figura 4.3,d).

Fig. 4.3 Structura cristalului nitruri de bor Fig.4.4 Diagrama de transformare a NCB

Procesul de obţinere, asemănător celui de la sinteza diamantelor sintetice, presupune presiuni şi temperaturi ridicate (100 kbar şi 3500K), aşa cum reiese din diagrama de transformare din figura 4.4.
Analiza structurală a cristalelor a atestat prezenţa „wurtzitului”, formă tranzitivă a nitruri de bor cristalizată în sistemul hexagonal, dar cu proprietăţi asemănătoare nitrurii cubice de bor.
În reprezentarea schematică, nitrura cubică de bor  NCB  se obţine în două faze succesive, astfel:
În prima fază , se obţine nitrura de bor hexagonală, prin procedee obişnuite, de exemplu, prin combinarea clorurii de bor cu hidrogenul la temperaturi de 1200 ... 1400C, produsă de un arc electric între electrozi de wolfram:
900C
2BCl3 +3H2  2B + 6HCl şi apoi B + N  BN
În a doua fază, nitrura de bor hexagonală se transformă în nitrură cubică de bor în camera de sinteză:
presiune
NBhexagonal  NCBcubic (
temperatură
Realizată pe scară industrială în S.U.A., nitrura cubică de bor a primit denumirea comercială de „Borazon”. Nitrura cubică de bor realizată în Republica Sovietică a primit denumirea comercială de „Elbor” (pentru cea realizată la Leningrad) şi „Cubonit” (pentru cea realizată la Kiev). [8]

2.1 Analiza problemei privind prelucrările cu discuri abrazive
Rectificarea este un procedeu aproape identic cu frezarea, prin faptul că scula este un corp de rotaţie ca şi freza, dar care, în locul dinţilor laminaţi ai acesteia posedă un număr foarte mare de tăişuri foarte mici, formate din granule abrazive încorporate în corpul sculei abrazive (figura 4.5). Datorită prelevării de aşchii foarte mici, cu o frecvenţă mare şi de pe suprafeţe de aşchiere elementare foarte apropiate între ele, prin abraziune se pot obţine suprafeţe foarte netede şi foarte precise dimensional şi ca formă geometrică.

Figura 4.5 Asemănarea dintre rectificare şi frezare

În figura 4.6 sînt prezentate prelucrările tipice prin rectificare din care se poate observa că scula abrazivă execută mişcarea principală de rotaţie, ca şi freza cu viteza periferică mare v având în acelaşi timp şi una sau două mişcări relative de avans faţă de piesă (mişcările fiind executate fie de către piesă, fie de către axa de rotaţie a sculei), cu viteze mai mici vs care, ca şi avansurile de frezare concură la realizarea unei anumite forme a suprafeţei de prelucrat.
Graţie durităţii mari a granulelor abrazive şi a stabilităţii ei la temperaturi ridicate, prin abraziune se pot prelucra materiale cu durităţi mari (oţeluri călite, aliaje dure, ceramică ect.) ce nu se pot prelucra cu sculele uzuale din oţel a celorlalte procedee.
Prelucrările prin abraziune se împart în două mari grupe:
a) acelea în care se urmăreşte numai netezimea suprafeţei fără preocupare pentru precizia dimensională şi a formei geometrice.
b) acelea la care, pe lângă netezimea suprafeţei, se urmăreşte şi o înaltă precizie a formei şi a dimensiunilor.
În grupa I se situază polizarea cu polizorul fix sau de mână, şlefuirea şi lustruirea, precum şi sablarea, caracterizate prin aceea că abrazivul execută mişcările de generare în mod liber, cu corpi abrazivi purtaţi manual prin împroşcare cu nisip sau cu lichid abraziv, prin frecare cu paste abrazive ect.
Din grupa II fac parte operaţiile de rectificare şi de superfinisare, cu variantele ei: vibronetezirea, honuirea, rodarea şi lepuirea, caracterizate prin aceea că mişcările de generare sînt conduse în mod foarte precis de cuple cinematice fus – lagăr şi sanie – ghidaj.
Condiţiile de lucru ale sculei abrazive diferă de cele ale unei scule metalice cu un număr mare de dinţi prin următoarele:
- geometria granulei abrazive este variabilă şi diferă de la granulă la granulă (vezi figura 4.5), fiind posibile unghiuri de degajare atât pozitive, cît şi negative într-un câmp foarte larg, respectiv =45÷140;
- tăişurile granulelor abrazive aflate pe periferia sculei au o dispunere neregulată şi nu sînt înscrise, în general, în aceeaşi suprafaţă iniţială;
- pe arcul de contact sculă – piesă – semifabricat se află foarte multe granule, care au microduritatea ridicată (22000  32000 MPa) şi care ridică un microvolum de material de aproximativ 400.000 ori mai mic decât oricare dintre aşchietor al sculelor metalice (de exemplu: o freză cu foarte mulţi dinţi);
- procesul de aşchiere prin abrazare se desfăşoară cu viteze ridicate (v = 3080 m/s) şi ca urmare procesele specifice aşchierii pe fiecare granulă abrazivă se succed cu frecvenţe foarte mari. Timpul cît aşchiază o granulă este de ordinul 10-4510-5 sec., ceea ce înseamnă transformarea instantanee în aşchii a adaosului de prelucrare;

Fig. 4.6 Prelucrările tipice prin rectificare
a,b,c,d - frezării plane cu periferia sau
cu partea frontală a sculei; e,f,g,i,j – frezării
cilindrice exterioare şi interioare; h,k,l – rectificarea între vârfuri

- vitezele mari de aşchiere şi geometrie neadecvată pentru multe din granulele abrazive conduc la dezvoltarea unei temperaturi înalte în zona de aşchiere (12731773 K) ceea ce pot determina arderea superficială a suprafeţei prelucrate;
- dirijarea procesului de abrazare se poate realiza numai pe baza modificării regimului de aşchiere şi mediului de aşchiere deoarece modificarea geometriei granulei abrazive este practic imposibilă. Există excepţii. Astfel discurile diamantate realizate cu ajutorul unori tehnologii speciale au granulele abrazive orientate preferenţial astfel încât să se optimizeze procesul de aşchiere;
- discul abraziv se autoascute în procesul de aşchiere. Pe măsură ce tăişurile granulei abrazive se tocesc şi se bontesc şi forţele de aşchiere cresc corespunzător, apare fenomenul de smulgere a granulei din liant. Dacă corpul abraziv are o duritate redusă, granulele tocite sînt smulse cu uşurinţă din liant şi treptat şi în mod continuu ies la suprafaţă granulele proaspete, cu tăişuri ascuţite, care continuă normal procesul de abrazare. Dacă corpul abraziv are o duritate mare, granulele tocite sînt reţinute un timp mai îndelungat astfel că procesul de abrazare se înrăutăţeşte treptat până la pierderea totală a capacităţii de aşchiere a discului, respectiv îmbâcsirea completă şi apariţia arsurilor. În plus cresc ondulaţiile suprafeţei prelucrate;
- suprafaţa prelucrată este rezultatul acţiunii simultane a factorilor geometrici caracteristici procesului de abrazare şi a deformaţiilor plastice care îl însoţesc. Faţă de această situaţie şi întrucât tăişul granulei este, rotunjit, ajungând după oarecare uzură la raze de rotunjire de ordinul = 2030 m, granula începe a se târî pe suprafaţa de aşchiere cu o presiune radială şi cu forţe de frecare treptat crescătoare, producând o strivire (ecruisare) a stratului superficial. Apoi pe măsură ce stratul de aşchiere se îngroaşă, granula pătrunde în el, producând la început numai o zgârietură (figura 4.7)cu o uşoară refulare de material în faţă şi lateral (figura 4.7,a) şi abia ceva mai târziu detaşează aşchia (figura 4.7,b). Fenomenul de strivire şi de zgâriere din primele faze sînt cu atât mai intense, cu cît grosimea aşchiei este mai mică şi cu cît raza de rotunjire  este mai mare (raportul a/ este mic).[4/6]

Fig. 4.7 Fazele prelucrării prin rectificare

Pe lângă forma şi dimensiunile unei scule abrazive, proprietăţile ei sînt determinate de materialul granulei abrazive, de granulaţie, structură şi liant.
Materialele abrazive sînt materiale dure cristaline naturale sau sintetice sub formă de granule care prin muchiile şi vârfurile lor ascuţite au proprietăţi aşchietoare.
Granulaţia constituie o măsură pentru mărimea granulelor care sînt trecute prin site succesive. Granulaţia se indică printr-un număr căruia îi corespunde o dimensiune medie de granulă. Ea influenţează rugozitatea suprafeţei prelucrate şi mărimea forţelor de aşchiere.
Duritatea sculei abrazive este rezistenţa opusă la smulgerea granulelor din reţeaua de liant. Ea este determinată de cantitatea (şi calitatea) liantului, de forţa de presare şi de regimul de ardere din timpul execuţiei sculei, precum şi de rugozitatea granulelor abrazive. Măsurarea durităţii ca forţă de smulgere se realizează dificil. În practică se folosesc metode comparative (raport de etaloane). Gradul de duritate este simbolizat, cu litere mari ale alfabetului.
Structura sculei abrazive defineşte distanţa dintre granulele individuale. Fiecărei clase de structură îi corespunde un anumit procent volumic de granule, de ştiut fiind că:
Vg+V1+Vp=V=100 (
unde:
Vg – volumul procentual de granule din scula abrazivă;
V1 - volumul procentual de liant din scula abrazivă;
Vp - volumul procentual de pori din scula abrazivă;
V – volumul total al sculei;


Fig. 4.8 Structura discului abraziv

Liantul are sarcina de a ţine legate granulele abrazive şi după o anumită uzură a acestora să le elibereze (fenomen care se numeşte „autoascuţire”). Având material mai moale, în comparaţie cu granulele, liantul este supus la solicitări mecanice şi termice mai mari. Ca lianţi se folosesc materiale ceramice, răşini epoxidice, materiale minerale, organice (vegetale) şi metale. Simbolizarea unui disc abraziv cu explicaţiile adecvate este arătat în tabelul 4.1. [1/7/9/11/12/14/17].

4.2.2 Analiza problemei privind prelucrările cu nitrura cubică de bor
În prezent se produc mai multe varietăţi de nitrură cubică de bor:
a. NCB I  cristale simple, formele cele mai răspândite fiind cele cristalizate în formă tetraedrică (a); octoedrică (b); piramidală (c) şi în diferite variante (d, e, f). Formele enumerate sînt prezentate în figura 4.9.

Fig. 4.9 Formele cristalelor de NCB [8 pag.56]

Uzual se sinterizează cristale de NCB pe dimensiuni cuprinse între 15  500 m, iar recent s-au obţinut cristale până la 600  650 m.
b. NCB II  cristale metalizate. Cristalele de NCB sînt învelite într-o cămaşă metalică de Ni, Cu sau aliaje metalice, prin procedee asemănătoare metalizării cristalelor de diamant.
c. „Aglomerate” pe bază de NCB. Două, trei cristale de NCB înglobate într-un material dur ca: răşini dure, carburi metalice, sticlă dură, minerale ceramice dure ect., alcătuiesc un „aglomerat”. Aceste aglomerate se pot îngloba într-o masă de liant, rezultând un excelent material abraziv, realizându-se astfel o economie însemnată de NCB.
Nitrura de bor cristalizată în sistem cubic este un material cu duritate ridicată, ocupând locul secund în scara de durităţi Knoop sau Mohs, după diamant. În plus, proprietăţile cristalografice, fizice, chimice, mecanice, optice sînt asemănătoare cu cele ale diamantului (tabelul 4.2).
Unele dintre proprietăţile NCB au o importanţă deosebită în industria construcţiilor de maşini, în special în domeniul aşchierii materialelor printre care se pot enumera :
- duritate foarte ridicată  apropiată de diamant;
stabilitate termică foarte ridicată în aer şi în mediu foarte oxigenat, până la 1300C, în comparaţie cu diamantul 600 C. Spre deosebire de diamant care odată cu creşterea temperaturii se uzează prin grafitizare, NCB se depreciază incomparabil mai puţin. Dacă peste 800C, uzura diamantului tinde spre 100%, uzura NCB, la temperatura de 1300C, nu depăşeşte 40%;
- NCB poate fi considerată inertă din punct de vedere chimic, la temperaturi până la 1000  1200 C ce pot fi atinse în procesele de aşchiere;
- modul de clivare este o expresie foarte importantă a diferenţei structurale între diamant şi NCB. În timp ce diamantul clivează în 4 planuri de clivaj, NCB clivează după 6 planuri. Acest fapt are două aplicaţii deosebit de importante;
a. În practica industrială, în cazul utilizării cristalelor de NCB ca material abraziv, modul de clivare al acestora asigură autoascuţirea sculelor abrazive.
b. Clivajul cristalelor de NCB restrânge gama granulaţiilor utilizabile în construcţia de scule. Dacă domeniul granulaţiilor uzuale la cristalele de diamant se întinde între D46 D251 (conform FEPA federaţia Europeană a Producătorilor de Abrazive), cea a NCB se restrânge la domeniul B91B181. Prin clivare în locul unei granule de o anumită mărime pot apare mai multe granule de dimensiuni mai mici, asigurându-se astfel o gamă extinsă de dimensiuni de granule, putându-se acoperi necesarul impus de operaţiile de aşchiere. Gama concentraţiilor în granule de material extradur utilizate la construcţia de scule se restrânge, în general, de la 25200% la un procent de circa 50100%.
Materialul abraziv Mărimea granulei Duritatea Structura Liant
Exemplu C 100 M 10 V

V liant ceramic
S liant pe bază de siliciu
R liant pe bază de cauciuc
RF liant pe bază de cauciuc şi fibră
B liant pe bază de răşină sintetică
BF liant pe bază de răşină sintetică şi fibră
E liant pe bază de zgură
Mg liant pe bază de magneziu
Materialul
abraziv
Korund A
Carbură de siliciu C




Tabelul 4.1 Simbolizarea unui disc abraziv după fabrica de „Gránit”

Proprietăţile fizico-mecanice şi fizico-chimice deosebite recomandă NCB ca un excelent material pentru construcţia de scule, respectiv discuri de rectificat. Experimentările şi testele efectuate au relevat unele avantaje ce decurg din utilizarea discurilor abrazive cu NCB, comparativ cu cele din abrazivi convenţionali sau cu diamant şi anume:
- durabilitate mare în exploatare;
- o ideală rectificare „rece”;
- obţinerea de precizii dimensionale şi a unei foarte bune rugozităţi a suprafeţelor prelucrate, fără nici un fel de modificări metalografice în stratul aşchiat;
- uzură foarte mică;
- existenţa normală a fenomenului de autoascuţire;
De asemenea, prin experimentări, s-a determinat gama materialelor ce se pretează a fi prelucrate cu NCB. Prin măsurarea forţelor de aşchiere, a temperaturilor din zona de lucru, a debitului de aşchii şi a randamentului volumetric la rectificare, s-a relevat comportarea excelentă a NCB la prelucrarea oţelurilor tratate, cu durităţi ridicate, a aliajelor cu Ti, W, Co, Mo, a oţelurilor inoxidabile şi a fontelor dure. Acesta este o consecinţă a termostabilităţii ridicate a NCB.
Se ştie că rectificarea oţelurilor cu diamant ridică probleme deosebite datorită tendinţei de combinare a carbonului din diamant cu fierul din oţel, pe de o parte, şi datorită fenomenului de grafitizare a diamantului la temperaturi de 700-750C, pe de altă parte, fenomen ce nu are loc în cazul NCB. În plus aceasta nu reacţionează chimic cu fierul în condiţiile normale de rectificare.
În prezent, sculele cu NCB se recomandă la următoarea gamă de prelucrări :
 Rectificarea oţelurilor
Discurile cu NCB acoperă tot domeniul prelucrărilor prin rectificare: cilindrică interioară şi exterioară, plană, profilată şi altele.
 Ascuţirea sculelor aşchietoare
Este domeniul de cea mai largă aplicabilitate pentru NCB, care la prelucrarea oţelului rapid şi a celui de scule, a dat rezultate excelente, asigurând sculelor ascuţite o durabilitate de 23 ori mai mare în exploatare.
 Honuirea oţelurilor şi fontelor
Este un domeniu deschis, experimentările de până acum dovedind o bună comportare a NCB la honuirile oţelurilor şi fontelor dure.
Policristalele de NCB se utilizează cu rezultate foarte bune la prelucrările prin aşchiere a materialelor cu grad scăzut de prelucrabilitate : fonte dure, oţeluri inox, reflactare, rapide, călite la 3565 HRC. Se pot înlocui astfel operaţiile de rectificare cu discuri abrazive sau alte prelucrări de finisare cu scule din carburi metalice şi materiale mineralo-ceramice mai puţin productive.
Asimilarea pe scară largă a sculelor pe bază de policristal de NCB în producţie se asigură, în principal, după două direcţii:
- creşterea productivităţii de prelucrare;
- creşterea fiabilităţii pieselor prelucrate;
Prima direcţie este clasică în prelucrarea metalelor. Ea se realizează prin intensificarea regimurilor de aşchiere, micşorarea numărului de reglaje, trecerea operaţiilor de la echipamente cu productivitate scăzută la altele, cu productivitate ridicată (agregate, maşini-unelte cu comandă numerică ect.)
Mărimea fiabilităţii pieselor şi subansamblelor observată în funcţionare după prelucrarea cu policristal de NCB se datorează lipsei arsurilor, a încărcării suprafeţelor, micşorării stratului defect ect., fiind de două ori mai mare decât la prelucrările clasice.
În afara avantajelor şi domeniilor de utilizare policristalele de NCB permit noi rezolvări constructive şi tehnologice a pieselor şi materialelor utilizate de tehnică.

LEGILE INGINERIEI

LEGILE INGINERIEI


1. Maşinile ar trebui sa lucreze, iar oamenii sa gândeasca.
2. Când ai încercat totul si nimic nu a mers, citeşte ins¬tructiunile de folosire.
3. Ca sa funcţioneze, trebuie sa introduci ştecherul in priza.
4. Nu forta. Foloseste un ciocan mai mare.
5. Experienţa variază direct proporţional cu echipamentul dist¬rus.
6. Fiabilitatea unei maşini este invers proporţionala cu numărul persoanelor care privesc la asamblarea ei.
7. Mai devreme, sau mai târziu, pot sa apară cele mai defavor¬abile condiţii de exploatare. Deci toate sistemele trebuie proiectate astfel, incit sa reziste la cele mai defavorabile condiţii de exploatare.
8. Echipamente identice, testate cu bine in mod identic, se vor comporta in mod diferit in industrie.
9. Maşinile care se defectează pornesc de cele mai multe ori când apare personalul de reparaţie.
10. Părţile interschimbabile ale unui echipament nu vor putea fi schimbate intre ele, fiindcă nu se potrivesc.
11. Orice schimbare de proiect va fi solicitata după ce echipam¬entul a intrat deja in construcţie.
12. Daca instalaţia pilot funcţionează perfect, instalaţiile industriale corespunzătoare vor funcţiona prost.
13. In orice proiect ingineresc, daca se pot strecura erori, atunci ele se vor produce.
14. Orice eroare in calcul ingineresc se va produce astfel incit sa afecteze cel mai mult rezultatul final.
15. In orice formula, constantele - in special cele preluate din manualul inginerului - se vor considera ca variabile.
16. După ce toate piesele au fost asamblate, pe bancul de lucru au mai rămas câteva piese.
17. După ce au fost desfăcute toate şuruburile de la componenta care trebuia reparata se va constata ca s-a greşit componenta.
18. Fisurile in material nu apar decât înaintea inspecţiei finale.
19. Un circuit electric cu autoprotecţie va distruge in mod sigur alte circuite.
20. Daca realizarea unui agregat necesita "n" componente numai "n-1" componente vor fi disponibile in stoc.
21. Tolerantele se vor cumula astfel incit sa facă imposibila asamblarea pieselor.
22. Orice cablu tăiat prea lung se dovedeşte a fi prea scurt.
23. Un gram de practica valorează cit un kilogram de teorie.
24. Maşinile nu sunt decât nişte amplificatoare.
25. Măsoară cu micrometrul. Fa semn cu creta. Taie cu toporul.
26. Nu poţi repara ceva daca nu-i stricat.
27. Găurile date sunt de doua feluri: unele cu diametrul mai mic decât cel proiectat, iar celelalte cu diametrul bun, dar poziţionate greşit.
28. Daca este mai ieftin sa cumperi un agregat nou, compania va insista sa-l repari pe cel vechi.
29. Cea mai importanta funcţie a inginerului proiectant este sa facă lucrurile cit mai dificile pentru constructor si aproape imposibile pentru reparaţii.
30. Fiecare proiect al unei instalaţii conţine cel puţin o parte care este depaşită moral, doua părţi care nu se pot procura si trei părţi care sunt incă in faza de asimilare.

pozele de la prelucrarea cu jet de plasma 

PRELUCRAREA CU JET DE PLASMA

TEHNOLOGIA TAIERII MATERIALELOR METALICE


1. Consideratii generale:

Taierea sau debitarea este operatia tehnologica prin care se urmareste desprinderea totala sau partiala a unei parti dintr-un material, in scopul prelucrarii acestuia. Clasificarea procedeelor de taiere este prezentata in schema urmatoare:



Taierea (debitarea) mecanica se realizeaza cu mijloace mecanice, cum ar fi: foarfece, clesti, stante, fierastraie, masini - unelte, pietre abrazive, dalti. Se aplica in special in operatiile de lacatuserie.
Taierea (debitarea) termica este folosita in cazul materialelor metalice de dimensiuni mari si se realizeaza prin topire locala, cu flacara de gaze, cu arc electric, cu jet de plasma, sau cu laser.
Taierea (debitarea) neconventionala se foloseste in cazul metalelor greu de taiat prin procedeele obisnuite. Se bazeaza pe efectul combinat termic si electrochimic.
Alegerea procedeului de debitare se face in functie de precizia impusa pieselor taiate, de duritatea materialului, de calitatea acestuia si de consumul energetic al procedeului. Se poate face cu sau fara pierderi de material. Pentru productia individualase poate adopta un procedeu cu productivitate mica, dar care sa necesite un utilaj cat mai ieftin. Pentru productia in serie sau in masa se aleg procedee foarte competitive, compensand costul mai ridicat al utilajului sau al instalatiei care , in general, este mai mare. Astfel, taierea in linie dreapta a tablelor mai groase se face cu foarfecele - ghilotina, care poate realiza pana la 25 taieturi/ minut. Pentru taierea tablelorsubtiri (pana la 3 mm) in fasia de diferite latimi, se recomanda folosirea foarfecelor cu cutite disc multiple cu o viteza periferica cuprinsa intre 5...25 m/min, deoarece asigura o productivitate mare. La taierea cu foarfecele mecanice, teoretic nu exista pierderi de metal, deci din punct de vedere al economiei de material, aceasta taiere este economica si productiva. Barele de diferite sectiuni se debiteaza in mod frecvent cu fierastraul alternativ sau circular. La fierastraul alternativ, masina si scula sunt ieftine, latimea taieturii este mica (deci pierderi mici de material), dar productivitatea este scazuta. La fierastraul circular, masina si scula sunt complicate si scumpe (panza necesita ascutirea pe o masina speciala), latimea taieturii este relativ mare (deci pierderi mari de material), dar productivitatea este mare, iar costul manoperei este scazut. In functie de aceste considerente se calculeaza costurile pentru diferitele variante posibile de taiere si se adopta procedeul de cost minim. Operatia de taiere trebuie sa asigure:
- rugozitate mica a suprafetelor separate;
- precizie mare a volumului sau a lungimii piesei;
- lipsa abaterilor de la forma geometrica a piesei;
- realizarea unor semifabricate cu lungime mai mare decat sectiunea transversala;
- pastrarea caracteristicilor materialului in zona de separare.
Dupa natura taierii, se deosebesc:
- retezarea (adica taierea capetelor barelor);
- debitarea propriu-zisa (adica taierea semifabricatului in mai multe bucati);
- despicarea (adica taierea, totala sau partiala, in lung, de la exterior spre interior);
- exciziunea (adica taierea in vederea scoaterii unei portiuni din interiorul unui semifabricat).
In general taierea este o lucrare pregatitoare pentru alte operatii de lacatuserie, de aschiere, de deformare plastica. Din acest motiv controlul semifabricatelor taiate se executa din punct de vedere dimensional. Instrumentele folosite sunt metrul, sublerul, rigla gradata, raportul si sablonul. Un alt obiectiv in control este si calitatea suprafetelor prelucrate. Pentru a stabili daca suprafetele prelucrate prezinta sau nu denivelari accentuate se utilizeaza rigla de verificare. Rebuturile care se inregistreaza la debitare pot fi cauzate de nerespectarea intocmai a dimensiunilor prescrise sau a parametrilor procedeului (viteza, temperatura, parametrii electrici). Daca taierea s-a facut dupa trasare, rebutarea se poate datora transarii gresite sau neatentiei lucratorului.


PROCEDEE NECONVENTIONALE DE TAIERE

1.Taierea metalelor in apa: In apa taierea metalelor se poate face cu flacara de gaze si oxigen sau oxielectric. Pentru taierea in apa cu flacara, gazul combustibil folosit este hidrogenul comprimat in butelii, deoarece presiunile sunt de 10...15 ori mai mari fata de cele de la taierea in aer. Acetilena poate fi utilizata la adancimi de circa 4 m, deoarece prezinta pericol de explozie. Peste aceasta adancime, fiind necesare presiuni mari de gaze combustibile, se foloseste numai flacara de preincalzire cu hidrogen - oxigen. Este necesar ca la locul de taiere sa fie format in prealabil un volum de aer pentru ca taierea sa fie executata in aer. Gazul combustibil trebuie sa fie la presiune mare si pentru a depasi presiunea aerului din jurul flacarii.
Flacara de gaz se regleaza la suprafata apei, dupa care scafandrul - taietor, cu flacara aprinsa, coboara in apa, astfel incat o mare parte a flacari este mentinuta fara sa taie efectiv.

Arzatoarele sunt de constructie speciala, cu doua racorduri pentru oxigen (unul pentru flacara si unul pentru oxigenul de taiere), un racord pentru gaz si un racord pentru aer.
Deoarece puterea dezvoltata de flacara este redusa s-au construit arzatoare speciale cu benzina pulverizata, la care nu mai este necesara formarea volumului de aer. S-au prelucrat astfel piese cu grosimi pana la 100 mm, la adancimi de pana la 30 m; consumul de oxigen este de 30...60 m3 /h, iar cel de benzina de 10...20 l /h.

2.Taierea cu jet de apa: La concurenta cu prelucrarea laser se afla prelucrarea cu jet de apa cu particule abrazive, unul dintre cele mai noi procedee de taiere. Plecand de la prelucrarea sticlei, unde singura problema care apare sunt zgarieturile de pe suprafata taiata cu jet de apa, prin injectarea de particule abrazive foarte fine s-a reusit taierea materialelor metalice.
Cea mai larga aplicatie o constituie prelucrarea unor materiale folosite in industria aeronautica, unde sunt in curs de desfasurare numeroase cercetari.
Firma Aerospatiale a realizat in acest scop un robot cu sase axe destinat prelucrarii de finisare a materialelor compozite si a unor cavitati in aliajele de titan si fibrele de carbon. De asemenea, s-au realizat canale in aliajele de titan si nichel, cu latimi variind intre 0,15...10 mm, gauri infundate si forme complexe in spatiu, cu suprafete foarte fine.
Realizarea utilajelor care sa prelucreze prin acest procedeu ridica probleme deosebite. Diferite firme recomanda realizarea diuzei de focalizare a jetului din diamant, cilindrul de focalizare din carbura de bor, iar ca material abraziv injectat in lichid se foloseste pulberea de corindon.
Proprietatile materialului abraziv sunt dictate de materialul piesei, de preciza si calitatea taieturii, de lungimea ei. In functie de materialul abraziv folosit, durata de viata a cilindrului de focalizare este de 80...100 ore, de 4...5 ori mai mare decat a celor din tungsten, dar si pretul este de circa 10 ori mai mare. In afara de carbura de bor se fac cercetari si asupra altor materiale, cum ar fi de exemplu, materialele ceramice. Problema fundamentala o constituie uzura diuzei. S-au realizat pana in prezent diuze din materiale ceramice sinterizate, din carbura de tungsten (Japonia), din safir (Franta), din bor (SUA).
Se studiaza si problema realizarii unui nou sistem de injectie care sa ofere avantajul contractului diuzei numai cu apa, coloana de particule abrazive urmand sa fie injectata in interiorul coloanei de apa.

3. Taierea cu laser: Taierea cu laser este un procedeu care, la ora actuala, cunoaste o larga dezvoltare si aplicare. Ca avantaje se pot enumera:
- taieturi foarte fine in materialele cu fragilitate marita sau cu duritate mare, taieturi in orice directie si in locuri greu accesibile;
- absenta eforturilor mecanice asupra pieselor.
Instalatia laser este un utilaj complex destinat operatiilor de taiere conturata si debitarilor de precizie. In principal se compune din urmatoarele echipamente: laser cu CO2, sistem de deplasare a semifabricatului in coordonate xy, cap de taiere deplasabil pe axa z, instalatie electrica conventionala CNC pentru deplasare pe contur.
Instalatia are multe domenii de aplicabilitate, dintre care se pot enumera:
- in industria constructiilor de masini si electrotehnica, pentru taierea conturata si debitarea tablelor cu grosimi pana la 6 mm, din oteluri de uz general ( panouri diverse, piese plane complexe in fabricatia de autovehicule, material rulant), din oteluri aliate ( scule, repere plane complexe din aeronautica) si din oteluri inoxidabile; taierea dreapta si profilata a tevilor din otel; taierea conturata si debitarea simpla a materialelor plastice, cauciuc, electroizolante;
- in industria usoara si a lemnului, pentru taierea conturata a materialelor textile, piele, materiale plastice, furnire, lemn, melaminate de grosimi pana la 20 mm.
Principalele caracteristici tehnice ale instalatiei tip CO2 - 400 sunt:
- echipamentul laser:
- putere reglabila: 100...400W;
- mediu activ - amestec CO2, He, N2;
- gaze auxiliare de lucru: O2 sau N2;
- sistemul de deplasare a pieselor in coordonate:
- cursa maxima pe xy: 800...1000 mm;
- viteza tehnologica de deplasare: 0,1...8 m/min;
- precizia de conturare: 0,1 mm/m
- sistemul CNC:
- deplasarea pe axele xy cu viteza programabila;
- programare pe consola, in cote relative sau pe banda perforata;
- multiplicare - demultiplicare, retur pe contur, lucrul in oglinda;
- afisarea pe display alfanumeric: cote prescrise, cote parcurse, regimuri si situatii de lucru.
- instalatia electrica de comanda si control:
- puterea instalata (totala): 15 kVA; 380 V; 50 Hz.
Prelucrarea cu laser se caracterizeaza prin:
- productivitatea marita fata de procedeul de taiere oxiacetilenica sau cel de taiere mecanica, de 10...20 ori, in special datorita vitezelor mari de taiere;
- pierderi minime de material datorate interstitiului mic de taiere (0,2...0,5 mm) si croire economica asistata de calculator;
- precizie de taiere conturata si zona de influenta termica redusa;
- elasticitatea mare de prelucrare a profilelor plane si a materialelor (gama larga de materiale prelucrabile).
Tinand seama de aceste avantaje si de elementele specifice ale instalatiei, se urmareste extinderea domeniilor de aplicare pentru realizarea de repere plane complexe, in special pentru productie de serii mici si mijlocii si pentru prelucrarea materialelor cu calitati speciale (aliaje dure si extradure, materiale compozite, amorfe, stratificate).

4. PLASMA:
(4.1 Taierea cu jet de plasma;
4.2 Prelucrarea prin eroziune cu plasma
4.3 Sudarea cu plasma).

4.1 Taierea cu jet de plasma: La taierea cu jet de plasma, datorita concentratiei mari de energie intr-un spatiu restrans, se pot atinge temperaturi foarte inalte sub un puternic efect de suflu. Materialul piesei este incalzit pana la topirea unui strat, dupa care se sufla din taietura cu jetul de plasma. La grosimi ale pieselor mai mari de 10 mm, jetul de plasma este inlocuit de un arc de plasma (caldura degajata in sectiunea taieturii este mai mare).
Jetul de plasma este utilizat din ce in ce mai mult la taierea otelurilor bogat aliate, a metalelor neferoase si chiar a materialelor nemetalice. Se pot utiliza drept gaze plasmogene: argon, azot, hidrogen, heliu. Folosindu-se generatoare de plasma cu puteri instalate de pana la 150 kW se pot taia materiale care, in cazul otelurilor, ajung pana la 120 mm grosime, iar pentru aluminiu pana la 125 mm.


Aceasta figura prezinta o Instalatie de taiere cu jet de plasma a materialelor compozite



1. electrod de wolfram; 2. duza; 3. amestecul de gaze; 4. sistem de racire cu apa; 5. jet de plasma; 6. materialul de taiat; 7. calculator electronic.

Jetul de plasma 5 actioneaza asupra materialului de taiat 6, pozitionarea si deplasarile sx, sy, sz si rotirea wz, necesare decuparii conturului dorit putand fi realizate manual, sau automat cu ajutorul calculatorului 7.
Principalii parametri ai instalatiei de taiere cu plasma sunt: viteza de taiere, intensitatea si tensiunea curentului electric in arcul de plasma, natura si debitul gazului plasmogen.
Stabilirea valorilor acestor parametri se face in functie de natura materialului prelucrat, grosimea semifabricatului, calitatea impusa suprafetei, productivitatea impusa, precizia dimensionala si forma geometrica cerute.
Grosimea semifabricatului debitat cu jet de plasma poate fi de pana la 60...80 mm si chiar mai mult. De retinut insa ca, o data cu cresterea grosimii semifabricatului debitat, cresterea densitatii de curent nu mai conduce la o crestere proportionala a vitezei de taiere. Aceasta se datoreaza faptului ca o mare parte a energiei termice este consumata la extinderea zonei influentata termic care, pentru un rost de taiere b = 1,5 mm, poate capata o extindere de 0,24 mm.
Plasmatroanele care folosesc gaze plasmogene biatomice (N2, H 2, O 2) asigura taierea de calitate a semifabricatelor din materiale metalice (cu precadere a otelurilor inalt aliate, refractare si inoxidabile, aliajelor de aluminiu, cupru, titan) si compozite cu matrice metalica sau din mase plastice ( termoplastice, termorigide, elastomere).
Printre defectele specifice taierii cu jet de plasma se mentioneaza: rotunjirea muchiilor datorita taierii cu o putere prea mica a generatorului de plasma; rugozitatea mai mare pe una dintre suprafetele rezultate prin taiere, ca urmare a efectului turbionar al jetului de plasma; aparitia de bavuri pe partea opusa a zonei taiate si improscari de material, sub forma de stropi, ca urmare a taierii cu viteze prea mari; formarea unor zone influentate termic in care, sub actiunea tensiunilor termice si remanente pot aparea fisuri, crapaturi.
Pentru prelucrarea pieselor din otel carbon cu grosimi de pana la 75 mm se pot utiliza, in locul gazului inert, aer sau oxigen. Calitatea taieturii cu jet de plasma este cel putin tot atat de buna ca si cea realizata prin taierea oxiflacara, insa cu o zona influentata termic mai mica, de cel mult 1,5 mm. Precizia taieturii este de 1,5 mm.


4.2 Prelucrarea prin eroziune cu plasma: Plasma este un gaz sau un amestec de gaze puternic ionizat (compus din molecule, atomi, ioni si electroni) si cvasineutru din punct de vedere electric. Se caracterizeaza prin: conductivitate electrica mare, capacitate de interactionare cu campurile electrice si magnetice, permanenta sursa de radiatii electromagnetice cu spectru larg (infrarosu, vizibil, ultraviolet). Natura mediului gazos, gradul de ionizare si de recombinare determina temperatura plasmei, care variaza in limite foarte largi. Deosebim astfel plasma de temperatura scazuta, de aproximativ 103 0K si plasma nucleara, pana la 108 0K, definita de unii autori ca fiind a patra stare de agregare a substantelor, cu implicatii directe in descoperirea a noi surse de energie.
In domeniul constructiilor de masini se foloseste plasma de 6000...300000K, obtinuta in urma unor descarcari electrice in mediu gazos prin arc, prin scantei sau latente. Plasma se obtine in generatoare de plasma, numite si plasmatroane, in care coloana arcului electric este obligata, sub actiunea unui jet de gaz, sa treaca printr-un spatiu limitat de orificiu unei duze.

Schema de principiu a unui generator de plasma:

1 - electrod de wolfram; 2 - jet de gaz; 3 - ajutaj de cupru; 4 - jet de plasma; 5 - piesa supusa prelucrarii; 6 - sursa de curent continuu.

Arcul electric se formeaza intre un electrod de wolfram 1 si piesa supusa prelucrarii 5. Arcul provoaca ionizarea gazului si va fi suflat in afara sub forma unui jet de plasma 4 pe suprafata piesei unde va produce erodarea acesteia, rezulta^nd piesa prelucrata. Plasmatronul este un ajutaj de cupru 3 racit fortat cu apa.
Generatoarele de plasma pot functiona, dupa modul in care se realizeaza descarcarea, in doua variante:
- cu arc cu plasma ( arcul arde intre electrodul - catod si piesa anod trecand prin duza) - generator tip Plasmarc;

- cu jet de plasma (arcul arde intre electrodul - catod si duza - anod, plasma fiind suflata de catre presiunea gazului sub forma de jet) - generator tip Plasma - Plating.
Sistemul de alimentare cu gaz plasmogen consta din butelii de presiune inalta in care se afla inchis gazul de lucru; argon, hidrogen azot, heliu, kripton sau amestecuri ale acestora.
Sursa de alimentare cu energie electrica are, in functie de generatorul utilizat, puteri de pana la 105 W si tensiunea necesara arcului de plasma de 200 - 250 V.
Prelucrarea dimensionala se obtine in urma operatiei de taiere, cilindrare exterioara, filetare, metalizare. Se pot prelucra cu plasma otelurile inoxidabile, otelurile manganoase, aliajele de titan, cuprul, magneziul, aluminiul si aliajele lor, fonta si deseurile toxice ale industriei chimice (prin transformare in produse marfa).

4.3 Sudarea cu Plasma:

Procedee moderne de sudare: Procedeele moderne de sudare se caracterizeaza printr-un consum minim de energie si lipsa metalului de adaos. Prin aceste procedee s-a largit gama materialelor sudabile, fiind destinate mai ales noilor aliaje si superaliaje si s-au adus imbunatatiri substantiale procedeelor clasice. Astfel, procedeul de calire superficiala prin curenti de inalta frecventa a fost extins si la sudare, sudarea prin presare cu rezistenta electrica a fost imbunatatita, s-a trecut prin marirea laserilor la topirea si la sudarea cu laser, cu ultrasunete, cu plasma, cu difuzie in stare solida. In continuare va fi prezentata, pe scurt, numai una din aceste procedee: sudarea cu plasma:
Plasma - ultima descoperire din domeniul starilor de agregare ale materiei - formeaza cea mai mare parte a universului. In plasma gazele incalzite la temperaturi foarte inalte se transforma. Ea este compusa din particule cu sarcini pozitive si negative, avand o sarcina totala nula. Plasma poate fi: plasma rece (104...1050C), plasma calda (temperatura ajunge la milioane 0C).
Deoarece poseda o densitate mare de energie si temperaturi inalte, plasma poate fi folosita la prelucrarea aliajelor metalice greu prelucrabile sau imposibil de prelucrat prin alte procedee.
Diferentele dintre plasma si arcul electric sunt urmatoarele:
- arcul electric de sudura are ca mediu ionizat arcul la parametri atmosferici, iar plasma se dezvolta intr-un gaz introdus in spatiul arcului;
- arcul electric nu sufera nici un fel de constrangeri, in timp ce plasma este puternic strangulata mecanic (din cauza contractului dintre jetul fierbinte de gaz si diuza ajutajului racita intens) si electromagnetic ( datorita atractiei curentilor paraleli);
- aerul ionizat din arcul electric de sudura impreuna cu gazele dezvoltate au o presiune practic egala cu presiunea atmosferica, pe cand la plasma gazele se introduc sub presiune, ceea ce determina o curgere cu viteze mari a plasmei ionizate;
- la arcul electric de sudura coloana arcului are o forma tronconica, pe cand la plasma este cilindrica; - temperatura arcului electric este considerabil mai mica decat cea a plasmei. Arderea stabila a plasmei este legata si de materialul din care este confectionat catodul generatorului. Folosirea electrozilor din wolfram aliat, pe langa intensificarea emisiei termoelectronice si imbunatatirea stabilitatii arcului cu plasma, are consecinte si asupra altor fenomene. Uzura catodului generatorului de plasma depinde de gazul plasmogen folosit, de factorii care determina temperatura catodului, de regimul de lucru si evident, de materialul folosit la confectionarea sa. Exista o limita pentru debitul de gaz plasmogen, limita peste care baia metalica este indepartata. Prin reducerea debitului apare insa arcul electric secundar, iar pata catodica de pe varful electrodului se deplaseaza pe suprafata sa cilindrica. Arcul secundar produce deteriorarea ajutajului. S-a constat ca, pentru a nu se indeparta baia de metal topit, este necesar un debit de aproximativ 600 l/h si un curent de sudare in limitele 80...140 A. In cazul unui debit constant, pentru marirea curentului s-a folosit drept gaz de focalizare hidrogenul.
In afara operatiilor de sudare si taiere, instalatiile in jet de plasma pot fi utilizate si pentru incarcarea prin sudare cu plasma. Aceasta consta, in principiu, in realizarea unei depuneri din metale sau aliaje cu performante superioare metalului de baza. Stratul depus este legat metalurgic cu metalul de baza. In acest scop, arcul de plasma topeste concomitent atat materialul de adaos cat si metalul de baza.