В Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года, первостепенное значение придается обновлению производственного аппарата на базе передовой техники, широкого внедрения наиболее прогрессивных технологических процессов, позволяющих резко увеличить производительность труда.

В данном пособии рассматриваются основные сведения о плазменной сварке, свойства сжатой сварочной дуги, плазмотроны и установки для плазменной сварки, технология сварки различных металлов и сплавов, технико-экономическая эффективность и производительность процесса плазменной сварки. Особенно подробно разобран тепловой баланс сжатой дуги с целью использования относительно простых математических зависимостей при решении конкретных задач учащимися на уроках теоретического обучения, позволяющих углублять, расширять и закреплять теоретический материал и, кроме того, сообщать новые знания в активной форме,

Плазма - четвертое агрегатное состояние вещества (после твердого, жидкого и газообразного). Она представляет собой частично или полностью ионизированный газ, состоящий из нейтральных частиц, положительных и отрицательных зарядов с одинаковой концентрацией. Плазма обладает электрической проводимостью, высокой теплопроводностью и теплоемкостью.

Физика плазмы - наука молодая. Условно ее развитие можно разделить на два этапа. Первый начался в 20-е годы нашего века с теоретических работ американских ученых И. Лэнгмюра и Л. Тонкса. Дальнейшие эксперименты показали весьма интересное состояние вещества, которое вело себя странным образом: растекалось и пульсировало подобно биологической плазме, поэтому новому состоянию было дано название - плазма. Этот термин, предложенный в 1926 г. И. Лэнгмюром, прочно вошел в обиход исследователей и производственников самых различных областей науки и практики.

Основополагающую роль в развитии представлений о плазме в тот период сыграли работы советских ученых А. А. Власова, Н. Н. Боголюбова и Л. Д. Ландау.

Второй этап, начало которого можно отнести к 50-м годам, характеризуется резким повышением интереса к физике плазмы в связи с важнейшими проблемами прикладного характера и в первую очередь с проблемой управляемого термоядерного синтеза. В это же время началось применение плазмы, генерируемой специальным устройством, и в сварочном производстве.

Для целей сварки плазму получают пропусканием газа через электрический разряд между двумя или несколькими электродами. При этом за счет энергетического воздействия электрического разряда от атома газа отрывается один или несколько электронов. При отрыве электрона возникают две заряженные частицы: оторвавшийся электрон и остаточный ион; этот процесс называют ионизацией. При отрыве одного электрона происходит однократная ионизация, а при отрыве нескольких электронов - многократная. Энергия, необходимая для отрыва электрона, равна энергии связи электрона в атоме. Таким образом, сущность ионизации газа в разряде заключается в возникновении электронной лавины (рис. 1). Электроны более подвижны, чем положительные ионы, и под действием электрического поля в плазме они попадают на положительный электрод (анод), поэтому столб плазмы между электродами приобретает положительный заряд.

Прохождение тока обеспечивается отрицательным электродом (катодом), испускающим электроны под действием подогрева электрода в результате бомбардировки ионами газа. При этом речь идет о так называемом горячем катоде и термической ионизации, характерной для дуговых разрядов. Термическая ионизация осуществляется в тех случаях, когда вследствии частых соударений электронов с атомами устанавливается термическое равновесие между электронами, ионами и нейтральными частицами газа.

В ионизированном газе наряду с процессами ионизации непрерывно происходит процесс нейтрализации заряженных частиц вследствие процесса рекомбинации.

В стабилизированном состоянии число атомов, ионизированных за единицу времени, равно числу нейтрализованных ионов. При неизменной температуре общее число атомов, ионизированных в газе за единицу времени, является постоянным. Газ, подвергнутый термической ионизации, стремится к термодинамическому равновесию, как, например, жидкость и ее насыщенный пар.