Известно, что катодом в плазменной сварке, в частности в конструкции плазмотрона, выступает, непосредственно, сам электрод. Так, именно электрод обеспечивает эту функцию, и именно благодаря нему, выполняется большая часть работы. Однако знаете ли вы, что электроды-катоды, по своей конструкции и характеристикам, бывают совершенно разными. Таким образом, сейчас мы более детально рассмотрим все существующие виды электродов-катодов для плазмотронов, после чего, вы сможете определиться с тем, какой необходим именно вам.
Итак, в устройствах, работающих на постоянном токе, можно выделить две основные группы плазмотронов:
- это плазмотрон со стержневым катодом;
- и плазмотроны с распределенными катодами.
Для того чтобы вы понимали, плазмотроны со стержневым катодом имеют катодное пятно, которое фиксируется на самом торце электрода. А вот в плазмотронах с распределенным катодом, это пятно интенсивно перемещается благодаря воздействию газовихревого или же магнитного вращения, по самой поверхности электрода.
Для работы с металлами, как правило, используются стержневые катоды, которые в свою очередь, также подразделяют на несколько категорий, это:
- расходуемые катоды;
- газозащищенные катоды;
- пленкозащищенные катоды.
К расходуемым, как правило, относят графитовые электроды, которые используются очень часто, совместно с водяной системой стабилизации. Дело в том, что графитовый стержень имеет очень высокую температуру плавления, и при рабочей температуре, он не плавится, а лишь возгоняется, из-за чего только увеличивается его расход.
К газозащищенным электродам стоит отнести вольфрамовый стержень. Пожалуй, именно этот тип является наиболее распространенным. Применяется он при работе как с инертной сваркой, так и с восстановительной, выдерживая нагрузки в области 15-20 А/мм2, при этом, вольфрамовый стержень практически не расходуется. К тому же, он намного прочнее, чем графитовый катод, и обладает лучшей электропроводностью.
Позже остальных, появился пленкозащитный катод, который обладает очень высокой защищенностью и стойкостью в газах, которые содержат кислород (это могут быть углекислый газ, воздух, технический азот и так далее). Такой стержень, на самом деле, изготавливается из циркония, и запрессован в специальной медной обойме. Цирконий, в свою очередь, имеет высокую термостойкость, однако сравнительно низкую температуру плавления – всего 2125° К, что, в свою очередь, и помогает образовать стойкую и тугоплавкую пленку из окислов, которая защищает его (цирконий) от испарения. На сегодняшний день, в плазмотронах, где используется циркониевый катод, применяются рабочие токи до 400 А. Во время работы и зажигании дуги, циркониевая вставка углубляется в медную обойму, после чего, посредством одного из способов стабилизации (магнитной или газовой) образуется рабочая дуга направленного действия. Данный способ является технически и конструктивно сложным, а также часто возникают трудности с направлением катодного пятна и низкая стабильность горения дуги.
Таким образом, наиболее распространенным, простым в эксплуатации, не слишком затратным, как правило, является плазмотрон с вольфрамовым стержнем, поскольку именно в нем собраны наибольшее количество положительных качеств, и в нем наименьшее количество недостатков.