جوشکاری قوس پلاسما (PAW) 

جوشکاری قوس پلاسما (PAW) یک فرآیند جوشکاری ذوبی است که از یک الکترود غیرمصرفی و قوس الکتریکی پلاسما برای جوشکاری فلزات استفاده می کند. مشابه با جوشکاری تیگ (TIG)، الکترود معمولاً از تنگستن توریوم ساخته شده است. طراحی منحصر به فرد مشعل آن، پرتو متمرکزتری نسبت به جوشکاری تیگ ایجاد می کند و آن را به انتخابی عالی برای جوشکاری فلزات نازک و همچنین ایجاد جوش های عمیق و باریک تبدیل می کند 

با قرار دادن الکترود در بدنه تورچ، قوس پلاسما را می توان از پوشش گاز محافظ جدا کرد. سپس پلاسما از طریق نازل مسی با سوراخ ریز که قوس را محدود می کند، فشرده می شود. 

با تغییر قطر سوراخ و سرعت جریان گاز پلاسما، سه حالت عملیاتی قابل ایجاد است: 

• جوشکاری میکروپلاسما (0.1 – 15 آمپر): میکروپلاسما برای جوشکاری ورق های نازک (تا ضخامت 0.1 میلی متر) و مقاطع سیم و توری استفاده می شود. قوس سوزن مانند و سفت، انحراف و اعوجاج قوس را به حداقل می رساند. 
• جوشکاری با جریان متوسط (15 – 200 آمپر): هنگامی که در حالت ذوب استفاده می شود، این جایگزینی برای TIG معمولی است. مزایای آن نفوذ عمیق تر (ناشی از جریان گاز پلاسما بالاتر)، تحمل بیشتر در برابر آلودگی سطح از جمله روکش ها (الکترود در بدنه تورچ قرار دارد) و تحمل بهتر در برابر تغییرات فاصله الکترود تا قطعه کار بدون تغییر قابل توجه در ورودی گرما است. 
• جوشکاری سوراخ کلیدی (بالای 100 آمپر): با افزایش جریان جوشکاری و جریان گاز پلاسما، یک پرتو پلاسما بسیار قدرتمند ایجاد می شود که می تواند نفوذ کامل را در یک ماده مانند جوشکاری لیزری یا پرتو الکترونی به دست آورد. در حین جوشکاری، سوراخ کلیدی تشکیل می شود که به تدریج از فلز عبور می کند و با حوضچه مذاب جوش که پشت آن جریان دارد، مهره جوش را تحت نیروهای کشش سطحی تشکیل می دهد. این فرآیند را می توان برای جوشکاری مواد ضخیم تر (تا 10 میلی متر فولاد ضد زنگ) در یک پاس استفاده کرد. 

قوس پلاسما معمولاً با یک منبع تغذیه DC، جریان ثابت (افت) کار می کند. از آنجایی که ویژگی های عملکرد منحصر به فرد آن از آرایش مشعل ویژه و جریان های جداگانه گاز پلاسما و محافظ ناشی می شود، یک کنسول کنترل پلاسما را می توان به یک منبع تغذیه TIG معمولی اضافه کرد. سیستم های پلاسما ساخته شده با هدف خاص نیز موجود هستند. 

اگرچه قوس با استفاده از فرکانس بالا (HF) ایجاد می شود، اما ابتدا بین الکترود و نازل پلاسما تشکیل می شود. این قوس “پایلوت” تا زمان مورد نیاز برای جوشکاری در بدنه مشعل نگه داشته می شود و سپس به قطعه کار منتقل می شود. سیستم قوس پایلوت، شروع قابل اعتماد قوس را تضمین می کند و از آنجایی که قوس پایلوت بین جوش ها حفظ می شود، نیاز به احتراق مجدد HF که ممکن است باعث تداخل الکتریکی شود را از بین می برد. 

الکترودی که برای فرآیند پلاسما استفاده می شود تنگستن-2% توریوم است و نازل پلاسما مسی است. قطر سوراخ نازل پلاسما بسیار مهم است و قطر سوراخ بسیار کوچک برای جریان و سرعت جریان گاز پلاسما منجر به فرسودگی بیش از حد نازل یا حتی ذوب شدن آن می شود. 

ترکیبات گازی معمولی برای گاز پلاسما، آرگون و برای گاز محافظ آرگون یا آرگون به همراه 2 تا 5 درصد هیدروژن است. هلیوم را می توان برای گاز پلاسما استفاده کرد، اما به دلیل اینکه داغتر است، توان جریان نازل را کاهش می دهد. جرم کمتر هلیوم همچنین می تواند حالت سوراخ کلیدی را دشوارتر کند. مخلوط هلیوم آرگون به عنوان گاز محافظ برای موادی مانند مس استفاده می شود. 

کاربرد جوشکاری قوس پلاسما (PAW) 

جوشکاری پلاسما اغلب برای جوشکاری فولاد ضدزنگ، آلومینیوم و سایر فلزات سخت مانند تیتانیوم در مقایسه با روش های سنتی استفاده می شود. مشابه با برش اکسیژن-سوخت، این فرآیند همچنین می تواند فلز را برش دهد (برش پلاسما) و آن را به ابزاری چند منظوره برای سازندگان و تولیدکنندگان تبدیل کند. این فرآیند به طور معمول در صنایعی که نیاز به جوش‌های با کیفیت بالا و کمترین انحراف هستند مورد استفاده قرار می‌گیرد

از جمله صنایعی که از این نوع جوشکاری بهره می برند عبارتند از: