Автоматическая плазменная сварка проникающей дугой с одновременной подачей присадочной проволоки высокопрочного сплава Д16 обеспечивает высокое качество сварных швов. В качестве присадочного материала использовалась проволока АК5. В процессе сварки появление горячих трещин не проявлялось, сварные швы имеют высокий товарный внешний вид лицевой стороны и корня с плавным переходом к основному металлу (рис. 5).
Внутренние дефекты отсутствуют. Сварка сплава Д16 в закаленном состоянии обеспечивает получение швов с пределом прочности не ниже 85% от прочности основного металла. Термообработка после сварки обеспечивает выравнивание механических характеристик основного металла, металла шва и околошовной зоны (рис.6, табл.2). Некоторое повышение микротвердости в переходной зоне объясняется обогащением ее кремнием и железом. 
 

  Рис. 5. Плазменная сварка проникающей дугой с одновременной подачей присадочной проволоки, Микроструктура сварного шва (х300) сплав Д16,d=5 мм.
а – основной металл (Микротвердость »1219-1303 МПа); б – околошовная зона (»1662-1780 МПа); в – металл шва. (» 1374-1538 МПа).

в	б	а
е	д	г

	, МПа	Угол загиба, град.
Основной металл	218 - 226 222	70 - 80 76
Сварной шов без термообработки	242 - 264 256	16 - 19 18
Сварной шов, закалка+старение	395 – 410 400	40 – 52 45
Сварной шов, отожженный	208 – 216 212	60 – 80 70

а

б в

Рис. 7. Плазменная сварка плавящимся электродом обесточенной проволокой, сплав АМг6, d=6мм. а - внешний вид процесса; б - внешний вид сварного шва; в - макрошлиф.

Авторами исследована и разработана гамма различных вариантов ведения этого процесса, обеспечивающая широкий диапазон регулирования процессами плавления и переноса расплавленного металла, глубины проплавления основного металла и скорости сварки [6]. Такими процессами являются: сварка обесточенной проволокой (рис.7), сварка токоведущей проволокой с различной формой переноса электродного металла (рис.8). Скорость сварки может меняться от 15-20м/ч при сварке обесточенной проволокой до 200-300м/ч при сварке со струйным и пароструйным переносом электродного металла. Разработан способ плазменной сварки плавящимся электродом, погруженной дугой с плавящегося электрода, которое обеспечивает полное проплавление при изготовлении конструкций с толщиной свариваемого металла до 14мм без разделки кромок при высокой скорости сварки. Поперечное сечение швов имеет благоприятную форму (рис.9).
 

 
а                                                                        б

в

 Рис. 8. Плазменная сварка плавящимся электродом токоведущей проволокой, сплав АМг6, d=20мм а - мелкокапельный перенос электродного металла; б - струйный перенос электродного металла; в - формы наплавленных валиков.

Ручная плазменная сварка так же может с успехом использоваться при изготовлении и ремонте конструкций из алюминиевых сплавов. Изготовление и ремонт габаритных сварных конструкций (пищевые танки, железнодорожные цистерны, химическое оборудование, кислородные регенераторы и др.) требует наличия мобильного оборудования.
При использовании традиционных технологий трудно обеспечить приемлемое качество монтажных и ремонтных сварных швов на таких конструкциях. Дополнительными трудностями при выполнении работ в монтажных условиях являются: пониженное качество очистки металла под сварку, необходимость высокой мощности в зоне сварки для получения качественного шва, при большой толщине металла и значительных габаритах изделия, обеспечение качественной защиты при работе на открытых площадках.  

Рис. 9. Плазменная сварка заглубленной дугой с плавящегося электрода, сплав АМг6, d=16мм а - внешний вид процесса; б - макрошлиф

Например, ремонтные сварные швы, выполненные при заварке дефектов, возникших в процессе эксплуатации на кислородном регенераторе (рабочее давление 0,6МПа) с толщиной стенки 16мм аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом (горизонтальный шов на вертикальной стенке) содержат большое количество недопустимых дефектов (рис.10 а). Эти дефекты обусловлены малой мощностью источника нагрева, большим количеством проходов, пониженным качеством подготовки металла под сварку. Ручная плазменная сварка обеспечивает получение бездефектных сварных швов металла данной толщины (рис.10 б). Принципиально, ручная плазменная сварка обеспечивает качественные швы и на металле значительно больших толщин (рис. 11).

а	б

Рис. 10. Ремонтные швы, сплав АМг6, а – d=16мм + 12мм, ручная аргонодуговая сварка неплавящемся электродом; б – d=20мм, ручная плазменная сварка.

Ручная плазменная сварка обеспечивает высокое качество ремонтных работ при восстановлении деталей машин, агрегатов авто- и сельхозтехники и др. [7].

Рис. 11. Ручная плазменная сварка, сплав АМг6, d=70мм.

Условно ремонтные работы можно разделить по видам выполняемых работ на две группы. Ремонт корпусных несущих конструкций, получивших повреждения в результате аварийных ситуаций (трещины, сколы, потеря части конструкции и проч.), и восстановление исходной геометрии деталей, изнашиваемых в процессе эксплуатации. Материалами таких изделий являются, как правило, литейные сплавы, имеющие сложный состав и неудовлетворительную свариваемость при использовании традиционных способов сварки.
Ремонт дефектов первой группы плазменной сваркой проводится по следующей технологии: 1-очистка зоны сварки от загрязнений механическим способом не менее 30 мм в каждую сторону от поврежденных кромок, 2- выжигание сжатой дугой из зоны дефекта остатков масла, горючего и прочих продуктов, 3- разделка дефекта (если конструкция несущая), или повторная зачистка если от сварного шва требуется только герметичность, 4- заварка дефекта (см. рис.12).

Рис. 12. Ремонтная плазменная сварка картера автомобиля.