Изолятор

Использование  сопла  в качестве промежуточного электрода для возбуждения дежурной дуги вызывает необходимость его изоляции от основного  электрода плазмотрона.

К материалу изолятора плазмотрона предъявляются разнообразные, а иногда и противоречивые требования. Он должен обладать:
высокой электрической прочностью, поскольку возбуждение дежурной дуги осуществляется с помощью высоковольтного высокочастотного разряда осциллятора;
высокой механической прочностью, так как изолятор часто выполняет функции несущей части конструкции, на которой крепятся остальные узлы плазмотрона;
возможностью обработки обычным режущим инструментом;
термостойкостью, так как отдельные части изолятора подвержены действию теплового и светового излучения дуги;
герметичностью, поскольку через изолятор проходят коммуникации плазмообразующего газа и охлаждения.

Анализ этих требований позволил выбрать материалы, которые наиболее широко используются при изготовлении плазмотронов. Эти материалы можно условно разделить на две группы: обрабатываемые на универсальном оборудовании из заготовок (прутки, листы) и получаемые с использованием специальной технологической оснастки (пресс-форм, заливочных форм).

К первой группе относятся фторопласт Ф-4, капролон, а в отдельных случаях — эбонит; ко второй — эпоксидная смола холодного отверждения ЭД-5 с кремний-органическим наполнителем, стеклонаполненные пресс-материалы типов АГ-ЧВ, ДСВ, ВГС-18, КМК-218, АДЖ, КВС, КПС, а также высокоглиноземистые керамические типа кристаллокорунд и 22ХС.

Из материалов первой группы изоляционные детали изготовляют на универсальном оборудовании (токарных, фрезерных, сверлильных станках). Получаемые таким способом детали могут быть достаточно сложными по конструкции. К недостаткам их следует отнести низкую технологичность процесса, что приводит к существенным затратам машинного времени и, как правило, к большим отходам материала в стружку.

Из материалов второй группы детали можно изготовлять достаточно простым способом с минимальными затратами времени и потерями материала. Форма и качество их при соблюдении технологического  процесса  мало зависят от квалификации рабочего. Недостатком является трудность получения деталей заданной конструкции и размеров. Объясняется это наличием на изготовляемых в пресс-формах деталях литейных конусов и уклонов, а также изменением коэффициента усадки у одного и того же материала. В связи с этим в пресс-формах, как правило, выполняют корпуса ручных плазмотронов и детали, не требующие высокой точности.

Для изоляторов плазмотронов представляется перспективным использование керамических материалов. В настоящее время применение их сдерживается в основном двумя причинами. Первая — большой разброс коэффициента усадки шликерной массы при спекании, что не позволяет получать детали выше 5-го класса точности. Последующая шлифовка для достижения необходимых размеров производится дорогостоящим алмазным инструментом, использование которого при малом объеме производства нерентабельно. Вторая причина связана с тем, что для изготовления деталей из высокоглиноземистых шликерных масс требуется специальное технологическое оборудование: шаровые мельницы для приготовления массы, машины шликерного литья и водородные печи для спекания массы.

Несмотря на то что для изготовления изолятора плазмотрона применяются материалы 5—6 наименований, можно считать, что эта проблема на сегодняшний день решена. Выпускаемые плазмотроны имеют приемлемый ресурс работы и в целом отвечают требованиям по надежности.