等离子弧焊类型、原理、优缺点、适用范围及等离子焊接设备操作规程
等离子弧焊类型、原理、优缺点、适用范围
及等离子焊接设备操作规程
1、等离子弧产生及类型：
⑴、等离子弧产生：
①、等离子弧焊是利用高温的等离子弧来焊接用气焊和普通电弧焊所难以焊接的难熔金属的一种熔焊方法。
②、离子弧焊利用气体在电弧中电离后，再经过热收缩效应、机械收缩效应、磁收缩效应而产生的一种超高温热源进行焊接，温度可达20000℃左右。
③、等离子弧的发生装置如图11-1所示。在钨极（-极）和焊件（+极）之间加上一个较高的电压，经过高频振荡器的激发，使气体电离形成电弧。此电弧在通过具有特殊孔型的喷嘴时，经过机械压缩、热收缩和磁场的收缩效应，弧柱被压缩到
很细的范围内。这时的电弧能量高度集中，其能量密度可达10°～10°W/cm²，温度也达到极高程度，其弧柱中心温度可达16000～33000℃；弧柱内的气体得到了高度的电离，因此，等离子弧不仅被广泛用于焊接、喷涂、堆焊，而且可用于金属和非金属切割。
⑵、等离子弧类型及电源连接方式：
①、非转移型弧。钨极接电源负极，喷嘴接电源正极，等离子弧体产生于钨极和喷嘴内表面之间（见图11-2a），工件本身不通电、而是被间接加热熔化，其热量的有效利用率不高，故不宜用于较厚材料的焊接和切割。
②、转移型弧。钨极接电源负极，焊件接电源正极，首先在钨极和喷嘴之间引燃小电弧后，随即接通钨极与焊件之间的电路，再切断喷嘴与钨极之间的电路，同时钨极与喷嘴间的电弧熄灭，电弧转移到钨极与焊件间直接燃烧，这类电弧称为转移型弧（见图11-2b）。这种等离子弧可以直接加热工件，提高了热量有效利用率，故可用于中等厚度以上工件的焊接与
切割。
③、联合型弧。转移型弧和非转移型弧同时存在的等离子弧称为联合型弧（见图11-2c）。联合型弧的两个电弧分别由两个电源供电主电源加在钨极和焊件间产生等离子弧，是主要焊接热源。另一个电源加在钨极和喷嘴间产生小电弧，称为维持电弧。联合弧主要用于微弧等离子焊接和粉末材料的喷焊。
2、等离子弧焊原理、类型及适用范围：
⑴、等离子弧焊原理：
①、等离子弧焊接是指借助水冷喷嘴对电弧的约束作用，获得较高能量密度的等离子弧进行焊接的方法。
②、它是利用特殊构造的等离子弧焊枪所产生的高达几万摄氏度的高温等离子弧，有效地熔化焊件而实现焊接的过程（见图11-3）。
⑵、等离子弧焊类型：
①、小孔型等离子弧焊。利用等离子弧能量密度大、电弧挺度好的特点，将焊件的焊接处完全熔透，并产生一个贯穿焊件的小孔。在表面张力的作用下，熔化金属不会从小孔中滴落下去（小孔效应）。随着焊枪的前移，小孔在电弧后锁闭，形成完全熔透的焊缝。小孔型等离子弧焊采用的焊接电流范围在100～300A，适宜于焊接2~8mm厚度的合金钢板材，可以不开坡口和背面不用衬垫进行单面焊双面成形。
②、熔透型等离子弧焊。当等离子气流量较小、弧柱压缩程度较弱时，等离子弧在焊接过程中只熔透焊件，但不产生小孔效应的熔焊过程称为熔透型等离子弧焊，主要用于薄板单面焊双面成形及厚板的多层焊。
③、微束型等离子弧焊。采用30A以下的焊接电流进行的熔透型等离子弧焊，称为微束型等离子弧焊。当焊接电流小于10A时，电弧不稳定，所以往往采用联合型弧的形式，即使焊接电流小到0.05~10A时，电弧仍有较好的稳定性。一般用来焊接细丝和箔材。
⑶、等离子弧焊适用范围：
①、等离子弧焊主要用于不锈钢、耐热钢、钛合金，以及钨、钼等难熔和特种金属材料的焊接。
②、等离子弧焊还可以利用特殊构造的焊枪，产生等离子弧对焊件表面进行堆焊、喷焊和喷涂等。
3、等离子弧焊优缺点：
①、等离子弧温度高达几万摄氏度以上，由于高温和强烈的弧光辐射作用而产生的臭氧、氮氧化物等有毒气体和金属粉尘的浓度，均比氩致焊高得多。
②、波长2600~2900A的紫外线辐射相对强度，氩弧焊为
1.0，等离子弧焊为
2.2。
③、有毒气体和紫外线辐射是主要有害因素。
④、等离子弧焰流的速度很高，当它以10000m/min的流速从喷嘴高速喷射出来时，则产生噪声。
⑤、等离子弧焊在操作过程中，还有高频电磁场、热辐射、放射性及电击等有害因素。
4、等离子焊接设备的优点：
⑴、能量密度高，电弧方向性强，熔化能力强。
⑵、无需凹槽和填充丝，一次可穿透8至10mm厚的不锈
⑶、与钨极氩弧焊相比，等离子焊接设备对于相同的焊缝熔深要快得多。
⑷、焊缝质量对弧长变化不敏感。这是因为等离子焊接设备的外形接近于圆柱形，发散角很小（约5度），H相当独立。
⑸、性能好，弧长变化对发热点面积影响小，容易获得均匀的焊接压接形状。
⑹、钨极收缩在水冷铜喷嘴内，不可能与工件接触，因此可以有效避免焊缝金属中夹钨的现象。
⑺、电弧的搅拌性好，熔池温度高，有利于干熔池内气体的释放。
5、等离子焊接设备操作规程：
⑴、设备必须阅读设备说明书并进行相应培训后才能使用。
⑵、使用设备前必须征得设备管理员的同意。
⑶、使用前，观察冷却水系统中是否有冷却水。必须确保有足够的冷却水，冷却水，观察回路、空气和水是否按要求连接。
⑷、使用等离子焊接设备时，必须穿戴工作服、帽子和手套，以做好个人防护，避免产生电弧、灼伤或烫伤。
⑸、打开总电源开关，先启动冷却水，再打开保护气瓶阀门打开门，调节阀门使保护气体保持一定流量，然后打开焊机
⑹、根据不同的等离子焊接设备样品，使用相应的焊接规范进行焊接。
⑺、保证室内空气流通。
⑻、等离子焊接设备焊接完成后，先关闭焊机电源，然后关闭气瓶阀门，再关闭冷却水，最后关闭主电源。
等离子弧焊接
等离子弧焊接 1. 简介 等离子弧焊接是一种常用的焊接方法，利用等离子弧产生 高温，将被焊接的材料熔化并连接在一起。它具有焊接速度快、焊缝质量高、适用范围广等优点，在各个工业领域得到广泛应用。 2. 原理 等离子弧焊接是利用电弧放电产生的高温等离子体来加热 和熔化被焊接材料的方法。通过电极和被焊件之间产生的电弧，使其产生的高温等离子体使被焊接材料熔化并连接在一起。 等离子弧焊接的原理包括以下几个方面： •电弧产生 在等离子弧焊接过程中，通常使用直流电供电，通过正极、负极两个电极产生电弧放电。正极电极通常为钨 极，负极电极可以是钨、钼等高熔点金属。 •等离子体产生
电弧放电产生的高温会使空气中的原子和分子离子化形成等离子体。等离子体具有高温、高热量、高电导等特性。 •材料熔化和连接 等离子体的高温可使被焊接材料迅速熔化。通过控制电弧形成的热量和等离子体的速度，可使熔融材料与被焊件接触并融合在一起。 3. 设备和材料 •等离子弧焊接设备 –电源 –控制系统 –焊枪 –气体供应系统 •焊接材料 –被焊件
–焊条（焊丝） 4. 焊接过程 等离子弧焊接主要包括以下几个步骤： 1.准备焊接材料 –清洁被焊件表面，确保无杂质和油污。 –准备好所需的焊条或焊丝。 2.设置焊接参数 –根据被焊件的材料和厚度，设置合适的电流和电压。 –设置气体流量和喷嘴的形状。 3.开始焊接 –确保焊接区域没有杂散光线和易燃物。 –启动电源，使电极与被焊件接触，产生电弧。 4.控制焊接速度和角度
–控制焊接速度，保证焊缝的均匀性。 –调整焊接角度，以获得所需的焊缝形状。 5.完成焊接 –在焊接完成后，关闭电源。 –对焊缝进行清理和检查。 5. 应用领域 等离子弧焊接在各个领域都有广泛应用，包括但不限于以 下几个方面： •金属制造 等离子弧焊接可用于焊接各种金属材料，如钢铁、铝合金、不锈钢等。在汽车制造、造船、航空航天等领域 具有重要地位。 •管道焊接 等离子弧焊接可用于焊接各种管道，如石油管道、天然气管道、水管等。它具有速度快、焊缝质量高等优点。
等离子弧焊原理及操作安全
等离子弧焊原理及操作安全 什么是等离子弧焊？试述等离子弧的产生方法。 借助水冷喷嘴对电弧的拘束作用，获得高能量浓度的等离子弧进行焊接的方法称为等离子弧焊。 等离子弧是自由电弧压缩而成，它是通过以下三种压缩作用获得的，机械压缩效应示意图见图22。 1．机械压缩将电弧强制通过具有小孔径喷嘴的孔道,使电弧受到压缩。 2．热压缩当等离子气体（Ar、N气）以一定的速度和流量经喷嘴时，靠近电弧一侧的气体通过弧柱，吸收大量热量而电离，成为等离子弧的一个组成部分。但是靠近喷嘴内壁的气体，由于受到喷嘴强烈的冷却作用，形成一个冷气套，迫使弧柱截面进一步缩小称为热压缩。 3．磁压缩弧柱电流是一束平行的同向电流线，必然产生往内的收缩力。当电弧受到机械压缩和热压缩之后，截面缩小，因而电流密度增大，由此产生的电磁收缩力必然增大，形成磁压缩。 试述等离子弧的类型。 按电源连接方式的不同，等离子弧有非转移型、转移型和联合型三种形式见图23。
⑴非转移型等离子弧钨极接电源负端，焊件接电源正端，等离子弧体产生在钨极与喷嘴之间，在等离子气体压送下，弧柱从喷嘴中喷出，形成等离子焰。 ⑵转移型等离子弧钨极接电流负端，焊件接电流正端，等离子弧产生的钨极和焊件之间。因为转移弧能把更多的热量传递给焊件，所以金属焊接、切割几乎都是采用转移型等离子弧。 ⑶联合型等离子弧工作时非转移弧和转移弧同时并存，故称为联合型等离子弧。非转移弧起稳定电弧和补充加热的作用，转移弧直接加热焊件，使之熔化进行焊接。主要用于微束等离子弧焊和粉末堆焊。 56 试述转移型等离子弧的产生方法。 为建立转移型等离子弧，应将钨极接电源负极，喷嘴和焊件同时接正极，转移型弧示意图见图24。首先接通钨极与喷嘴之间的电路，引燃钨极与喷嘴之间的电弧，接着迅速接通钨极和焊件之间的电路，使电弧转移到钨极和焊件之间直接燃 烧，同时切断钨极和喷嘴之间的电路，转移型等离子弧就正式建立。
(完整版)等离子焊接理论、操作与故障处理
一、等离子弧焊接方法及工艺特点 1.等离子焊接原理 等离子态是除固态、液态、气态之外的第四种物质存在形态。等离子焊接是 从钨级氩弧焊的基础上发展起来的一种高能焊接方法。钨级氩弧焊是自由电弧， 而等离子电弧是压缩电弧。等离子弧是离子气被电离产生高温离子化气体，并经 过水冷喷嘴，受到压缩，从而导致电弧的截面积变小，电流密度增大，电弧温度 增高。等离子电弧能量密度可达10５-10６W/cm２，比自由电弧（约10５W/cm ２以下）高，其温度可达18000-24000K，也高于自由电弧（5000-8000K）很多。 因此，等离子电弧挺度比自由电弧好，指向性好，喷射有力，熔透能力强，可比 自由电弧一次焊透更厚的金属。因此，等离子电弧焊接与电子束（能量密度10 5W/mm2）、激光束（能量密度105W/mm2）焊接一同被称为高能密度焊接。等离子焊 接示意图如下图： 等 离子焊接原理示意图 2.等离子电弧的种类 等离子电弧主要分为三种类型： ◆非转移型等离子电弧主要用于非金属材料的焊接。 ◆转移型等离子电弧主要用于金属材料的焊接。 ◆联合型等离子电弧主要用于微束等离子的焊接。 3.等离子基本焊接方法
按焊缝成型原理，等离子焊接有两种基本的焊接方法：熔透型和小孔型等离子焊接。 ◆熔透型等离子焊接 在焊接过程中离子气较小，弧柱的压缩程度较弱，只熔透工件，但不产生小孔效应的等离子焊接方法。其焊缝成型原理与氩弧焊类似，主要用于薄板焊接及厚板多层焊。 ◆小孔型等离子焊接 利用小孔效应实现等离子弧焊接的方法称为小孔型等离子焊接。由于等离子具有能量集中﹑电弧力强的特点，在适当的参数条件下，等离子弧可以直接穿透被焊工件，形成一个贯穿工件厚度方向的小孔，小孔周围的液体金属在电弧力﹑液态金属表面张力以及重力下保持平衡，随着等离子弧在焊接方向移动，熔化金属沿着等离子弧周围熔池壁向熔池后方流动，并逐渐凝固形成焊逢，小孔也跟着等离子弧向前移动，如下图所示。 小孔效应示意图 小孔效应的优点在于可以单道焊接厚板，一次焊透双面成型。 4.等离子焊接的优点 ①穿透能力强，8mm以下板厚无须开坡口，大大减小了焊前准备时间。 ②电弧能量集中，焊接热影响区小，焊接变形小。
第5讲 等离子弧焊及切割简介
第5讲等离子弧焊及切割 等离子弧是利用等离子枪将阴极（如钨极）和阳极之间的自由电弧压缩成高温、高电离度、高能量密度及高焰流速度的电弧。等离子弧可用于焊接、喷涂、堆焊及切割。本章只介绍焊接及切割。 1 等离子弧工作原理 1.1等离子弧的形式 等离子枪按用途可分为焊枪及割枪，枪的主要组成部分及术语如图1所示。
切割用枪无保护气体2及保护气罩6。压缩喷嘴5是等离子枪的关键部件，一般需用水冷。喷嘴孔径dn及孔道长度l0是压缩喷嘴的两个主要尺寸。喷嘴内通的气体称离子气。中性的离子气在喷嘴内电离后使喷嘴内压力增加，所以喷嘴内壁与电极4之间的空间称增压室。电离了的离子气从喷嘴流出时受到孔径限制，使弧柱截面变小，该孔径对弧柱的压缩作用称机械压缩。水冷喷嘴内壁表面有一层冷气膜，电弧经过孔道时，冷气膜一方面使喷嘴与弧柱绝缘，另一方面使弧柱有效截面进一步收缩，这种收缩称热收缩。弧柱电流自身磁场对弧柱的压缩作用称磁收缩。在机械压缩与热收缩的作用下，弧柱电流密度增加，磁收缩随之增强，如电流不变，弧柱电场强度及弧压降都随电流密度增加而增加，所以等离子弧（也称压缩电弧）的电弧功率及温度明显高于自由电弧。图2a所示的对比中，等离子弧的电弧温度比自由电弧高30％，电弧功率高100％。
由于电离后的离子气仍具有流体的性质，受到压缩从喷嘴孔径喷射出的电弧带电质点的运动速度明显提高（可达300m／s），所以等离子弧具有较小的扩散角及较大的电弧挺度（图2b），这也是等离子弧最突出的优点。电弧挺度是指电弧沿电极轴线的挺直程度。 等离子弧具有的电弧力、能量密度及电弧挺度等与加工有关的物理性能取决于下列五个参数： 1）电流； 2）喷嘴孔径的几何尺寸； 3）离子气种类； 4）离子气流量； 5）保护气种类； 调整以上五个参数可使等离子弧适应不同的加工工艺。如在切割工艺中，应选择大电流、小喷嘴孔径、大离子气量及导热好的离子气，以便使等离子弧具有高度集中的热量及高的焰流速度。而在焊接工艺中，为防止焊穿工件则应选择小的离子气量及较大的喷嘴孔径。 1.2等离子弧的类型 等离子弧按电源的供电方式分为非转移型、转移型及联合型三种形式，其中非转移弧及转移弧是基本的等离子弧形式。 （1）非转移型等离子弧电弧建立在电极与喷嘴之间，离子气强迫等离子弧从喷嘴孔径喷出，也称等离子焰，见图3a。非转移弧主要用于非金属材料的焊接与切割。
等离子弧焊
等离子弧焊 等离子弧焊成品 等离子弧焊是利用等离子弧作为热源的焊接方法。气体由电弧加热产生离解，在高速通过水冷喷嘴时受到压缩，增大能量密度和离解度，形成等离子弧。它的稳定性、发热量和温度都高于一般电弧，因而具有较大的熔透力和焊接速度。形成等离子弧的气体和它周围的保护气体一般用氩。根据各种工件的材料性质，也有使用氦或氩氦、氩氢等混合气体的。 目录
基本信息 缩写abbr. ：PAW. [军] Plasma-Arc Welding, 等离子弧焊 ——简明英汉词典 工作方式 等离子弧有两种工作方式。一种是“非转移弧”，电弧在钨极与喷嘴之间燃烧，主要用於等离子喷镀或加热非导电材料；另一种是“转移弧”，电弧由辅助电极高频引弧后，电弧燃烧在钨极与工件之间，用於焊接。形成焊缝的方式有熔透式和穿孔式两种。前一种形式的等离子弧只熔透母材，形成焊接熔池，多用於0.8～3毫米厚的板材焊接；后一种形式的等离子弧只熔穿板材，形成钥匙孔形的熔池，多用於 3～12毫米厚的板材焊接。此外，还有小电流的微束等离子弧焊，特别适合於0.02～1.5毫米的薄板焊接。等离子弧焊接属于高质量焊接方法。焊缝的深/宽比大，热影响区窄，工件变形小，可焊材料种类多。
特别是脉冲电流等离子弧焊和熔化极等离子弧焊的发展，更扩大了等离子弧焊的使用范围。 过程特点 操作方式 等离子弧焊与TIG焊十分相似，它们的电弧都是在尖头的钨电极和工件之间形成的。但是，通过在焊炬中安置电极，能将等离子弧从保护气体的气囊中分离出来，随后推动等离子通过孔型良好的铜喷管将弧压缩。通过改变孔的直径和等离子气流速度，可以实现三种操作方式： 1、微束等离子：0.1～15A 在很低的焊接电流下，材苁褂梦⑹?壤胱踊<词乖诨〕け浠?怀??0mm时，柱状弧仍能保持稳定。 2、中等电流：15～200A 在较大的15～200A电流下，等离子弧的过程特点与TIG弧相似，但由于等离子被压缩过，弧更加挺直。虽然可提高等离子气流速度来增加焊接熔池的度深，但会造成在紊乱的保护气流中，混入空气和保护气体的风险。 3、小孔型等离子：大于100A 通过增加焊接电流和等离子气流速度，可产生强有力的等离子束，与激光或电子束焊接一样，它能够在材料上形成充分的熔深。焊接时，随着焊接熔池的流动，金属穿过小孔被切割后在表面张力作用下形成焊道。单道焊时，该过程可用于焊接较厚的材料（厚度不超过10mm的不锈钢）。 电源 使用等离子弧焊时，通常采用直流电流和垂降特性电源。由于从特别的焊炬排列方式和各自分离的等离子、保护气流中获得了独特的操作特性，可在等离子控制台上增加一个普通的TIG电源，还可以使用特别组建的等离子系统。采用正弦波交流电时，不容易使等离子弧稳定。当电极和工件间距较长且等离子被压缩时，等离子弧很难发挥作用，而且，在正半周期内，过热的电极会使导电嘴变成球形，从而干扰弧的稳定。
等离子弧焊
等离子弧加工 等离子弧加工是利用等离子弧的热能对金属或非金属进行切割、焊接和喷涂等的特种加工方法。1955年，美国首先研究成功等离子弧切割。产生等离子弧的原理是：让连续通气放电的电弧通过一个喷嘴孔，使其在孔道中产生机械压缩效应；同时，由于弧柱中心比其外围温度高、电离度高、导电性能好，电流自然趋向弧柱中心，产生热收缩效应，同时加上弧柱本身磁场的磁收缩效应。这3种效应对弧柱进行强烈压缩,在与弧柱内部膨胀压力保持平衡的条件下，使弧柱中心气体达到高度的电离，而构成电子、离子以及部分原子和分子的混合物，即等离子弧。 原理 等离子弧切割与焊接是现代科学领域中的一项新技术。它是利用温度高达15000~30000℃的等离子弧来进行切割和焊接的工艺方法。这种新的工艺方法不仅能对一般材料进行切割和焊接，而且还能切割和焊接一般工艺方法难以加工的材料。 等离子弧加工流程 电弧就是中性气体电离并维持放电的现象。若使气体完全电离，形成全部由带正电的正离子和带负电的电子所组成的电离气体，就称为等离子体。一般的焊接电弧是一种自由电弧，弧柱的截面随功率的增加而增大，电弧中的气体电离不充分，其温度被限制在5730~7730℃。若在提高电弧功率的同时，对自由电弧进行压缩，使其横截面减小，则电弧中的电流密度就大大提高，电离度也随之增大，几乎达到全部等离子状态的电弧叫等离子弧。对自由电弧进行的压缩作用称为压缩效应。压缩效应有如下三种形式： 1)、机械压缩效应在钨极（负极）和焊件（正极）之间加上一个高电压，使气体电离形成电弧，当弧柱通过特殊孔形的喷嘴的同时，又施以一定压力的工作气体，强迫弧柱通过细孔，由于弧柱受到机械压缩使横截面积缩小，故称为机械压缩效应。 2）、热收缩效应当电弧通过喷嘴时，在电弧的外围不断送入高速冷却气流（氮气或氢气等）使弧柱外围受到强烈冷却，电离度大大降低，迫使电弧电流只能从弧柱中心通过，导致导电截面进一步缩小，这时电弧的电流密度大大增加，这就是热收缩效应。 3）、磁收缩效应由于电流方向相同，在电流自身产生的电磁力作用下，彼此互相吸引，将产生一个从弧柱四周向中心压缩的力，使弧柱直径进一步缩小。这种因导体自身磁场作用产生的压缩作用叫“磁收缩效应”。电弧电流越大，磁收缩效应越强。自由电弧在上述三种效应作用下被压缩得很细，在高度电离和高温条件下，电弧逐渐趋于稳定的等离子弧。
等离子弧焊原理
等离子弧焊原理 一、引言 等离子弧焊是一种常用的金属焊接方法，它利用高温等离子弧将金属材料熔化并连接在一起。本文将详细介绍等离子弧焊的原理、工作过程以及应用领域。 二、等离子弧焊的原理 等离子弧焊是利用电弧的高温等离子体来进行焊接的一种技术。在等离子弧焊中，通过两个电极之间的电弧放电，产生高温等离子体。等离子体的温度可达到数万摄氏度，使金属材料迅速熔化并形成焊缝。 三、等离子弧焊的工作过程 1. 电弧起弧：通过电源产生高电压，使电极之间发生电弧放电。电弧放电时，电极表面的金属会瞬间熔化，形成等离子体。 2. 等离子体形成：电弧放电产生的高温等离子体将金属材料加热至熔点以上，形成液态金属池。 3. 焊接材料熔化：等离子体的高温将工件表面的金属材料熔化，使其与焊丝或填充材料融合在一起。 4. 焊缝形成：熔化的金属材料迅速凝固，形成焊缝。焊缝的质量取决于焊接参数的控制和金属材料的性质。 四、等离子弧焊的应用领域
等离子弧焊广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑工程、石油化工等领域。它可以焊接各种金属材料，如碳钢、不锈钢、铝合金等。等离子弧焊具有焊接速度快、焊缝质量高、热影响区小等优点，被广泛应用于高要求的焊接工艺中。 五、等离子弧焊的优缺点 1. 优点： (1) 等离子弧焊的焊缝质量高，焊接强度好。 (2) 焊接速度快，提高了生产效率。 (3) 焊接过程中的热影响区小，减少了变形和残余应力。 (4) 可以焊接各种金属材料，适用范围广。 2. 缺点： (1) 等离子弧焊的设备成本较高，需要专业的设备和技术人员。 (2) 焊接过程中产生的烟尘和气体对环境有一定的污染。 (3) 对焊接操作者的要求较高，需要具备一定的技术和经验。 六、总结 等离子弧焊是一种高效、高质量的金属焊接方法。它通过电弧放电产生高温等离子体，将金属材料熔化并连接在一起。等离子弧焊广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑工程等领域，在提高生产效率和焊接质量方面具有重要的作用。然而，等离子弧焊的设备成本较高，对操作者的要求也较高，需要专业的设备和技术人员来保证焊接质量和安全。希望通过本文的介绍，读者对等离子弧焊的原理和
等离子弧焊类型、原理、优缺点、适用范围及等离子焊接设备操作规程
等离子弧焊类型、原理、优缺点、适用范围 及等离子焊接设备操作规程 1、等离子弧产生及类型： ⑴、等离子弧产生： ①、等离子弧焊是利用高温的等离子弧来焊接用气焊和普通电弧焊所难以焊接的难熔金属的一种熔焊方法。 ②、离子弧焊利用气体在电弧中电离后，再经过热收缩效应、机械收缩效应、磁收缩效应而产生的一种超高温热源进行焊接，温度可达20000℃左右。 ③、等离子弧的发生装置如图11-1所示。在钨极（-极）和焊件（+极）之间加上一个较高的电压，经过高频振荡器的激发，使气体电离形成电弧。此电弧在通过具有特殊孔型的喷嘴时，经过机械压缩、热收缩和磁场的收缩效应，弧柱被压缩到
很细的范围内。这时的电弧能量高度集中，其能量密度可达10°～10°W/cm²，温度也达到极高程度，其弧柱中心温度可达16000～33000℃；弧柱内的气体得到了高度的电离，因此，等离子弧不仅被广泛用于焊接、喷涂、堆焊，而且可用于金属和非金属切割。 ⑵、等离子弧类型及电源连接方式： ①、非转移型弧。钨极接电源负极，喷嘴接电源正极，等离子弧体产生于钨极和喷嘴内表面之间（见图11-2a），工件本身不通电、而是被间接加热熔化，其热量的有效利用率不高，故不宜用于较厚材料的焊接和切割。 ②、转移型弧。钨极接电源负极，焊件接电源正极，首先在钨极和喷嘴之间引燃小电弧后，随即接通钨极与焊件之间的电路，再切断喷嘴与钨极之间的电路，同时钨极与喷嘴间的电弧熄灭，电弧转移到钨极与焊件间直接燃烧，这类电弧称为转移型弧（见图11-2b）。这种等离子弧可以直接加热工件，提高了热量有效利用率，故可用于中等厚度以上工件的焊接与
切割。 ③、联合型弧。转移型弧和非转移型弧同时存在的等离子弧称为联合型弧（见图11-2c）。联合型弧的两个电弧分别由两个电源供电主电源加在钨极和焊件间产生等离子弧，是主要焊接热源。另一个电源加在钨极和喷嘴间产生小电弧，称为维持电弧。联合弧主要用于微弧等离子焊接和粉末材料的喷焊。 2、等离子弧焊原理、类型及适用范围： ⑴、等离子弧焊原理： ①、等离子弧焊接是指借助水冷喷嘴对电弧的约束作用，获得较高能量密度的等离子弧进行焊接的方法。 ②、它是利用特殊构造的等离子弧焊枪所产生的高达几万摄氏度的高温等离子弧，有效地熔化焊件而实现焊接的过程（见图11-3）。
等离子焊接技术及其应用
等离子焊接技术及其应用 0 引言 随着现代工业的迅速发展, 不锈钢由于具有外表华丽、耐蚀性能优良和可冷、热加工的性能, 在食品/医疗设备、石化压力容器、不锈钢管道、染整设备、储运罐箱、特种船舶和航空航天等行业中倍受青睐。目前中国可年产近900 万t 不锈钢, 有望成为世界第一大不锈钢生产、制造大国, 作为产品生产的主要技术之一的焊接技术也开始由原来的手工焊接技术向高效的自动焊接技术转变, 这其中应用最为广泛就是等离子焊接技术。在国外, 等离子工艺技术已在不锈钢中、薄板制造中得到了大量普及应用。 1 等离子焊接原理 1.1 等离子焊接定义 等离子焊接是通过高度集中的等离子束流获得必要的熔化母材能量的焊接过程。通常等离子电弧的能量取决于等离子气体的流量、焊枪喷嘴的压缩效果和使用电流大小。普通电弧射流速度为80～150 m/s, 等离子电弧的射流速度可以达到300～2 000 m/s, 等离子电弧由于受到压缩, 能量密度可达105～106W/cm2 而自由状态下TIG 电弧能量密度为50～100W/mm2, 弧柱中心温度在24 000 K以上, 而TIG 电弧弧柱中心温度在5 000～8 000 K 左右[1]。因此, 等离子电弧焊接与电子束(能量密度105W/mm2)、激光束(能量密度105W/mm2)焊接同被称为高能密度焊接。等离子焊接及穿孔示意如图1所示。 图1 等离子焊接及其穿孔示意 1.2 等离子电弧的分类 按电源连接方式分类, 等离子电弧分非转移弧、转移弧和联合型电弧三种形式[1]。三种形式都是钨极接负, 工件或喷嘴接正。 非转移型电弧是在钨极与喷嘴之间形成电弧,在等离子气流压送下, 弧焰从喷嘴中喷出, 形成等离子焰[1], 主要适合于导热性较好的材料焊接。但由于电弧能量主要通过喷嘴, 因此喷嘴的使用寿命较短, 能量不宜过大, 不太适合于长时间的焊接, 这种形式较少应用在焊接。 转移型电弧是在喷嘴与工件之间形成电弧, 由于转移弧难以直接形成, 先在钨极与喷嘴
等离子弧焊操作规程
1.目的 规定等离子弧焊的焊接工艺及焊接操作技术要求， 2.范围 适用于低碳钢、低合金钢、不锈钢、银及银基合金、钛及钛合金、铜及铜合金的等离子弧焊。工艺文件如无特殊要求，可按本守则规定进行焊接，有特殊要求时按工艺文件的要求施焊。 3.等离子弧焊设备 等离子弧所采用的电源，大多数为具有陡降外特性的直流电源（如弧焊发电机、硅弧焊整流器）。根据工艺或材料焊接的需要，有的要求有垂直下降外特性的直流电源微弧等离子焊接：有的则需要交流电源（等离子粉末堆焊-喷焊：用微弧等离子焊接铝及铝合金）。常用国产等离子弧焊设备有：等离子弧焊机LH-300,自动等离子弧焊机LH-300,微束等离子弧焊机LHT6、LH-63,自动微束等离子弧焊机LH5-16,脉冲微束等离子弧焊机LH8T6、LHZ-300o 4.焊接材料 4.1根据焊件材质及工艺文件正确选用焊丝牌号，焊丝必须符合国家标准。4.2等离子弧常用的工作气体是氮、氮、氢以及它们的混合气体。用的最广泛的氮气，其纯度应不低于99.5%；氯气在焊接化学活泼必性较强的金属时是良好的保护介质，一般要求纯度在95%以上；氢气具有最大的热传递能力，在工作气体中混入氢，会明显地提高等离子弧的热功率，但氢是一种可燃性气体，与空气混合后易燃或爆炸，故不单独使用，多与其它气体混合使用。 4.3等离子弧电极材料是含少量⅛t（2%以内）的鸨极或许极。 5.焊接
等离子弧焊接按焊缝成形机理，可分为： 5.1大电流等离子弧焊接 大电流等离子弧焊接分穿透型和熔透型两种方法。 5.1.1穿透型等离子弧焊它是以电弧在熔池前穿透工件形成小孔后形成焊道的一种焊接方法。又称穿称焊或锁孔焊。在焊接厚度大于ZOmm以上的奥氏体型不锈钢焊件时，利用高温等离子弧将焊件待焊处加热窝经至烧穿,如果焊接规范参数调节适当，可以穿透工件形成小孔。此小孔面积较，熔化金属靠表面张力托往而不至于从小孔中跌落，这就是等离子弧焊接小孔效应。在焊接厚为5.2~8.0mm的奥氏体型不锈钢时，可以不开坡口，不留间隙或留间隙小于0∙5mm,依靠小孔效应实现单焊双面成形。这种焊接方法,目前只适用平焊位置对接焊。待焊处的正、反两面均通以保护气体，收弧时要填满小孔。填满小孔主要靠焊接电流和离子流气流同时衰减或先后衰减，才能消除弧孔和下凹孔。
等离子焊接原理
等离子焊接原理 等离子焊接（Plasma welding）是一种高能量摩擦焊，它是通过将气体离子化并加热到非常高的温度来产生等离子体而实现的。这种焊接方法被广泛应用于高精度、高质量、高强度的金属接头的制造。下面介绍等离子焊接的原理和相关参数的控制。 等离子体的产生 等离子体是一种高度激发的气体状态，具有非常高的能量和化学反应性。在等离子焊接过程中，等离子体的产生是通过在两个电极之间施加高频电流来实现的。高频电流会在加热以达到足够高的温度的气体中产生局部放电，从而形成等离子体。 等离子体具有非常高的能量密度和温度，可以使金属在焊接区域熔化。然而，等离子体还可以产生氧化、氮化等化学反应，可能会对焊接区域产生负面影响。因此，在焊接过程中需要控制等离子体的形成和传播，以确保焊接区域的稳定性和一致性。 电弧稳定性 电弧的稳定性对于等离子焊接的成功非常重要。如果电弧太小或不稳定，焊接区域将无法熔化或不充分熔化，从而导致焊缝出现裂纹或其他问题。为了确保电弧的稳定性，需要精确控制电流和电压，并根据焊接过程中的各种因素调整电流和电压。 气体流量控制 材质和厚度的影响 等离子焊接的适用材料包括钢、铜、铝、镁等金属。不同的金属在等离子焊接过程中的热传导、熔点、氧化等性质存在差异，因此对于不同的材料需要采用不同的焊接参数和工艺条件。同时，材料的厚度也会影响焊接质量的稳定性和均匀性。 焊接的优点 等离子焊接具有以下优点： 1. 焊接速度快，焊接线条精细。 2. 可以在不加压的情况下进行焊接。 3. 熔敷量大，熔池深度可达1.5mm，可以焊接较厚的金属材料。 4. 焊缝清洁，金属组织和性能与基材相同。 5. 焊接过程无氧，氢含量低，不容易产生氢致疲劳断裂，焊缝强度高。
等离子弧焊
等离子弧焊接（WP 15） 一、等离子弧焊原理及方法分类 1. 等离子弧： 是等离子体组成。自由电弧被强迫压缩后，电流密度增加，导致电弧温度升高，电离度增大，中性气体充分电离，就形成等离子弧。 2.等离子弧产生的三要素 （1）机械压缩作用： 利用水冷喷嘴孔道限制弧柱直径，提高弧柱的能量密度和温度。 （2）热收缩作用： 由于水冷喷嘴，在喷嘴内壁建立一层冷气膜，迫使弧柱导电断面进一步减小，电流密度进一步提高。这叫热收缩，也叫热压缩。 （3）磁收缩作用： 弧柱电流本身产生的磁场对弧柱再压缩作用。也叫磁收缩效应。电流密度越大，磁收缩作用越强。 3.等离子弧的特点 （1）能量集中（能量密度105~6 W/cm²TIG自由电弧<10 4W/cm²）。 （2）温度高（18000K～24000K）。 图1 自由电弧和等离子弧的比较图
4.等离子弧的三种基本形式 （1）非转移型等离子弧 钨极为负，喷嘴为正，钨极与喷嘴之间产生等离子弧。（等离子束焊接） 图2 非转移型等离子弧示意图 （2）转移型等离子弧 钨极为负，工件为正，钨极与喷嘴之间先引弧后，转移到钨极与工件之间产生等离子弧。（等离子弧焊接） 图3 转移型等离子弧示意
（3）联合型等离子弧 非转移型和转移型弧同时并存。主要用于微束等离子弧焊、粉末堆焊等方面。 图4 联合型等离子弧示意图 5.等离子弧焊基本方法 （1）小孔型等离子弧焊（穿孔、锁孔、穿透焊） 利用能量密度大和等离子流力大的特 点，将工件完全熔透并产生一个贯穿工件的 小孔，熔化金属被排挤在小孔的周围，沿着 电弧周围的熔池壁向熔池后方移动，使小孔 跟着等离子弧向前移动，形成完全熔透的焊 缝。 一般大电流等离子弧（100～300安培） 时采用该方法。 图5 小孔型等离子弧焊焊缝成形原理
浅谈等离子弧焊接技术
浅谈等离子弧焊接技术 等离子弧焊接技术是一种高效、高质量的金属焊接技术，它利用高温等离子弧将两个金属材料焊接在一起。随着工业智能化发展，等离子弧焊接技术在各类制造业领域中逐渐应用，同时也受到越来越多的关注。本文将浅谈等离子弧焊接技术的应用、特点、原理及注意事项。 一、等离子弧焊接技术的应用 等离子弧焊入主要应用于高温环境下的金属材料，包括不锈钢、钼合金、铜合金、镍铬合金等。等离子弧焊接技术的应用领域非常广泛，如汽车制造、航空航天、电子、石化等领域。以汽车制造为例，车身焊接工艺的效率、质量和安全性都影响着整个车辆制造过程，而等离子弧焊接技术可以提供高效、稳定和精细的焊接工艺，因此被广泛应用于汽车生产车身焊接领域，提高了生产效率和质量。 二、等离子弧焊接技术的特点 等离子弧焊接技术是一种非常特殊的焊接技术，它具有以下几个特点。 1. 清洁度高。等离子弧焊接技术不需要使用膨胀剂和保 护剂，焊接后的物件表面干净无污染。
2. 精度高。等离子弧焊接技术具有非常高的精度，可以 精确地控制等离子弧的大小及位置，从而实现焊接过程中的准确度要求。 3. 焊接效率高。等离子弧焊接技术可以快速、高效的完 成各种金属材料的焊接工作，因此适用于大规模的生产制造中。 4. 熔深大。等离子弧焊接技术直接将电弧引入焊接部位，可以实现更深的熔深，从而可以焊接更厚的金属材料。 三、等离子弧焊接技术的原理 等离子弧焊接技术是将金属加热至高温，从而溶解焊件并使其联结在一起的金属焊接技术。等离子弧按其形成过程分为不稳定等离子弧和稳定等离子弧。电弧通过高电压放电将焊接部位加热至高温度。相应的金属材料会被气化并在形成等离子体的过程中，和大气中的气体相互反应，发生离子交换。随着等离子体随电流运动，电弧持续存在，热能顺传至焊接部位，最终达到熔化和焊接的效果。 四、等离子弧焊接技术的注意事项 在实际应用中，等离子弧焊接技术的操作也需要注意以下几个方面。 1.焊接材料的选取。应该选择适合等离子弧焊接的材料， 如不锈钢、铜合金、铝合金等。 2.合适的设备。应该选择适合等离子弧焊接的设备，如等 离子弧焊机、气体流量计等。
等离子弧焊类型
等离子弧焊类型 等离子弧焊是一种常用的金属焊接技术，它利用高温等离子弧将金属材料熔化并连接在一起。本文将从等离子弧焊的原理、设备和应用等方面进行介绍。 一、等离子弧焊的原理 等离子弧焊是利用高温等离子弧将金属材料加热至熔化状态，然后通过熔化的金属材料形成焊接接头。等离子弧是一种高能量电弧，通过直流或交流电源产生，并在电弧间隙中形成等离子体。等离子体的温度可高达数万摄氏度，足以将金属材料熔化。 二、等离子弧焊的设备 等离子弧焊设备主要包括电源、手持枪和保护气体供应系统。电源是提供等离子弧所需电能的设备，可以是直流或交流电源。手持枪是将电能转化为弧焊能量并传递给工件的设备，其尖端有一个电极，通过电极和工件之间的电弧形成等离子弧。保护气体供应系统用于提供保护气体，以保护电弧和熔化的金属不受空气中的氧气和氮气的影响。 三、等离子弧焊的工艺参数 等离子弧焊的工艺参数包括焊接电流、保护气体种类和流量、焊接速度等。焊接电流决定了焊接接头的熔化深度和焊缝的宽度，过大或过小都会影响焊接质量。不同的金属材料和焊接位置可能需要不同的焊接电流。保护气体的种类通常是惰性气体如氩气，它能够有
效地保护焊接过程中的熔化金属不受氧气和氮气的污染。保护气体的流量要控制在适当的范围内，以确保足够的保护效果。焊接速度是指焊接过程中手持枪移动的速度，过快或过慢都会影响焊接质量。 四、等离子弧焊的应用 等离子弧焊广泛应用于航空航天、汽车制造、石油化工等领域。在航空航天领域，等离子弧焊常用于焊接航空发动机的涡轮叶片和燃烧室等关键部件。在汽车制造领域，等离子弧焊常用于焊接汽车车身和底盘等部件。在石油化工领域，等离子弧焊常用于焊接石油储罐和管道等设备。 总结： 等离子弧焊是一种常用的金属焊接技术，利用高温等离子弧将金属材料熔化并连接在一起。它的原理是利用高温等离子弧将金属材料加热至熔化状态，然后形成焊接接头。等离子弧焊的设备包括电源、手持枪和保护气体供应系统。工艺参数包括焊接电流、保护气体种类和流量、焊接速度等。等离子弧焊广泛应用于航空航天、汽车制造、石油化工等领域。通过等离子弧焊技术，可以实现高强度、高质量的金属焊接，为各行业的发展提供了重要支持。
第十一章 第十一章 等离子弧焊接与切割
第十一章等离子弧焊接与切割 第一节等离子弧概述 一、等离子弧原理 等离子弧是自由电弧压缩而成的。电弧通过水冷喷嘴、限制其直径，称机械压缩。水冷内壁温度较低，紧贴喷嘴内壁的气体温度也极低，形成了一定厚度的冷气膜，冷气膜进一步迫使弧柱截面减小，称热压缩。弧柱截面的缩小，使电流密度大为提高，增强了磁收缩效应，称磁压缩。在三种压缩的作用下，等离子弧的能量集中(能量密度可达105～106W／cm2)，温度高(弧柱中心温度18000～24000K)，焰流速度大(可达300m／s)。这些特性使得等离子弧广泛应用于焊接、喷涂、堆焊及切割。 二、等离子弧的特点 由于等离子弧的特性，与钨极氩弧焊相比，有以下特点： (1)等离子弧能量集中、温度高，对于大多数金属在一定厚度范围内都能获得小孔效应，可以得到充分熔透、反面成形均匀的焊缝。 (2)电弧挺度好，等离子弧的扩散角仅5°左右，基本上是圆柱形，弧长变化对工件上的加热面积和电流密度影响比较小。所以，等离子弧焊弧长变化对焊缝成形的影响不明显。 (3)焊接速度比钨极氩弧焊快。 (4)能够焊接更细、更薄加工件。 (5)其设备比较复杂、费用较高，工艺参数调节匹配也比较复杂。 三、等离子弧的类型 按电源连接方式，等离子弧有非转移型、转移型和联合型三种形式。 (一)联合型等离子弧 工作时，非转移型弧和转移弧同时存在，称为联合型等离子弧。主要用于微束等离子弧焊和粉末堆焊等。 (二)非转移型等离子弧 钨极接电源负极，喷嘴接电源正极，等离子弧体产生在钨极和喷嘴之间，在离子气流压送下，弧焰从喷嘴中喷出，形成等离子焰。 (三)转移型等离子弧 钨极接电源负极，工件接电源正极，等离子弧体产生于钨极与工件之间。转移弧难以直接形成，必须先引燃非转移弧，然后才能过渡到转移弧。金属焊接、切割几乎均采用转移型弧。 四、适用范围 1、操作方式 等离子弧焊适于手工和自动两种操作，可以焊接连续或断续的焊缝。焊接时可添加或不添加填充金属。 2、被焊金属 一般TIG能焊的大多数金属，均可用等离子弧焊接，如碳钢、不锈钢、铜合金、镍及其合金、钛及其合金等。低熔点和沸点的金属如铅、锌等，不适于等离子弧焊接。 3、焊接位置 手工等离子弧焊可全位置焊接、自动等离子弧焊通常是在平焊和横焊位置上进行。 4、可焊厚度 等离子弧焊很适于焊接薄板，不开坡口，背面不加衬垫，最薄的可焊接0.01mm金属薄片。单面焊一次能焊透金属的厚度，如表11-1所列。
等离子弧焊的特点及应用
等离子弧焊的特点及应用 等离子弧焊是一种常见的焊接方法，具有许多独特的特点和广泛的应用。本文将介绍等离子弧焊的特点及其应用，详细分析其优势和限制。 等离子弧焊是一种热能焊接过程，它利用高温等离子弧来加热和熔化焊接材料，形成焊缝。下面是等离子弧焊最突出的几个特点： 1. 高能量密度：等离子弧产生的热能密度非常高，可以迅速加热和熔化焊接材料，有助于实现高质量的焊接。 2. 深度焊接：等离子弧焊能够穿透焊接材料的较大厚度，实现深度焊接，适用于厚板焊接和多板叠焊。 3. 焊接速度快：由于高能量密度和深度焊接能力，等离子弧焊能够在较短的时间内完成焊接，提高生产效率。 4. 熔池稳定：等离子弧焊的熔池稳定性高，焊缝形状好，且不易产生焊渣和气孔，有利于焊接质量的控制。 5. 适用范围广：等离子弧焊适用于焊接各种金属材料，如不锈钢、铝、镍合金等，具有广泛的应用领域。
等离子弧焊在许多领域都有重要的应用，下面是几个典型的应用： 1. 压力容器制造：等离子弧焊能够实现较大厚度的焊接，适用于制造压力容器、锅炉和管道。 2. 航空航天工业：等离子弧焊适用于航空航天工业中对焊接质量和强度要求较高的部件，如飞机机身、发动机零部件等。 3. 轨道交通制造：等离子弧焊可以用于制造轨道交通车辆的车身结构、车轮、焊接轨道等焊接工艺。 4. 石油化工设备：等离子弧焊能够焊接耐腐蚀材料，如不锈钢和镍合金，适用于制造石油化工设备，如储罐、换热器等。 5. 汽车制造：等离子弧焊适用于汽车制造中对焊接质量和外观要求较高的部件，如汽车车身、车架等。 等离子弧焊具有许多优点，但也存在一些限制。下面是等离子弧焊的一些限制： 1. 焊接设备复杂：等离子弧焊所需的设备复杂，包括等离子弧焊机、电源、气体供应系统等，需要专业操作人员进行操作。
手工焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊与等离子弧焊原理、特点及应用
文件编号：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 版号：＿＿＿＿＿＿＿＿生效日期：＿＿＿＿＿＿＿＿编制人：＿＿＿＿＿＿＿＿日期：＿＿＿＿＿＿＿＿＿审核人：＿＿＿＿＿＿＿＿日期：＿＿＿＿＿＿＿＿＿批准人：＿＿＿＿＿＿＿＿日期：＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 受控印章：＿＿＿＿＿＿＿分发号：＿＿＿＿＿＿＿＿
目录 （一）、焊接质量标准： (3) （二）、焊条电弧焊： (3) 1、原理： (3) 2、主要特点： (3) 3、应用： (4) （三）、埋弧焊（自动焊）： (4) 1、原理： (4) 2、主要特点： (4) 3、应用： (5) （四）、二氧化碳气体保护焊（自动或半自动焊）： (5) 1、原理： (5) 2、主要特点： (5) 3、应用： (6) （五）、MIG/MAG焊（熔化极惰性气体/活性气体保护焊）： (6) 1、MIG焊原理： (6) 2、主要特点： (6) 3、应用： (6) （六）、TIG焊（钨极惰性气体保护焊）： (7) 1、原理： (7) 2、主要特点： (7) 3、应用： (7) （七）、等离子弧焊： (7) 1、原理： (7) 2、主要特点（与氩弧焊比）： (8) 3、应用： (8)
（一）、焊接质量标准： ⑴、焊接质量GB6416-1986影响钢熔化焊接头质量的技术因素。 ⑵、焊接质量GB6417-1986金属熔化焊焊缝缺陷分类及说明。 ⑶、焊接质量TJ12.1-1981建筑机械焊接质量规定。 ⑷、焊接质量JB/ZQ3679焊接部位的质量。 ⑸、焊接质量JB/ZQ3680焊缝外观质量。 ⑹、焊接质量CB999-1982船体焊缝表面质量检验方法。 ⑺、焊接质量JB3223-1983焊条质量管理规程。 ⑻、废止的焊接标准GB/T12469-1990焊接质量保证钢熔化焊接头的要求和缺陷分级。 （二）、焊条电弧焊： 1、原理： ⑴、用手工操作焊条进行焊接的电弧焊方法。 ⑵、利用焊条与焊件之间建立起来的稳定燃烧的电弧，使焊条和焊件熔化，从而获得牢固的焊接接头。 ⑶、属气渣联合保护。 2、主要特点： ⑴、操作灵活； ⑵、待焊接头装配要求低； ⑶、可焊金属材料广；
等离子弧焊接和切割
等离子弧焊接和切割 等离子弧切割是一种常用的金属和非金属材料切割工艺方法。它利用高速、高温和高能的等离子气流来加热和熔化被切割材料,并借助内部的或者外 部的高速气流或水流将熔化材料排开直至等离子气流束穿透背面而形成割口。 等离子弧焊接和切割: １。1 等离子弧的产生： (1)等离子弧的概念: 自由电弧：未受到外界约束的电弧，如一般电弧焊产生的电弧。 等离子弧：受外部拘束条件的影响使孤柱受到压缩的电弧。 自由电弧弧区内的气体尚未完全电离,能量未高度集中,而等离子弧弧 区内的气体完全电离,能量高度集中,能量密度很大，可达1０～10Ｗ/cm２，电弧温度可高达２４000~50０00K(一般自由状态的钨极氩弧焊最高温度为１０00０~20000K,能量密度在10Ｗ/cm2以下）能迅速熔化金属材料,可用来焊接和切割。 (2)等离子弧的产生 在钨极与喷嘴之间或钨极与工件之间加一较高电压,经高频振荡使气 体电离形成自由电弧,该电弧受下列三个压缩作用形成等离子弧。 ①机械压缩效应（作用)——电弧经过有一定孔径的水冷喷嘴通道,使电弧截面受到拘束，不能自由扩展。 ②热压缩效应－－当通入一定压力和流量的氩气或氮气时,冷气流均 匀地包围着电弧，使电弧外围受到强烈冷却,迫使带电粒子流(离子和电子)往弧柱中心集中,弧柱被进一步压缩。 ③电磁收缩效应—－定向运动的电子、离子流就是相互平行的载流导体,在弧柱电流本身产生的磁场作用下，产生的电磁力使孤柱进一步收缩。 电弧经过以上三种压缩效应后，能量高度集中在直径很小的弧柱中，弧柱中的气体被充分电离成等离子体，故称为等离子弧. 当小直径喷嘴,大的气体流量和增大电流时，等离子焰自喷嘴喷出的速度很高，具有很大的冲击力，这种等离子弧称为“刚性弧”，主要用于切割金属。反之，若将等离子弧调节成温度较低、冲击力较小时,该等离子弧称为“柔性弧”，主要用于焊接。 １。2 等离子弧焊接 1.2。1 基本知识 用等离子弧作为热源进行焊接的方法称为等离子孤焊接。 焊接时离子气（形成离子弧）和保护气(保护熔池和焊缝不受空气的有害作用)均为氩气。
等离子弧焊设备
第七章等离子弧焊设备 7.1等离子弧焊的特点及应用 7.1.1 等离子弧的类型 等离子弧是一种被压缩的钨极氩弧，具有很高的能量密度及温度。等离子弧的压缩是依靠水冷铜喷嘴的拘束作用实现的，等离子弧通过水冷铜喷嘴时受到以下三种压缩作用： 1) 机械压缩水冷铜喷嘴孔径限制了弧柱截面积的自由扩大，这种拘束作用就是机械压缩； 2) 热压缩喷嘴中的冷却水使喷嘴内壁附近形成一层冷气膜，进一步减小了弧柱的有效导电面积，从而进一步提高了电弧弧柱的能量密度及温度，这种依靠水冷使弧柱温度及能量密度进一步提高的作用就是热压缩； 3) 电磁压缩由于以上两种压缩效应，使得电弧电流密度增大，电弧电流自身磁场产生的电磁收缩力增大，使电弧又受到进一步的压缩，这就是电磁压缩； 根据电源的连接方式，等离子弧分为非转移型电弧、转移型电弧及联合型电弧三种。非转移型电弧燃烧在钨极与喷嘴之间，焊接时电源正极接水冷铜喷嘴，负极接钨极，工件不接到焊接回路上，见图3.7.1 a；依靠高速喷出的等离子气将电弧带出，这种电弧适用于焊接或切割较薄的金属及非金属。转移型电弧直接燃烧在钨极与工件之间，焊接时首先引燃钨极与喷嘴间的非转移弧，然后将电弧转移到钨极与工件之间；在工作状态下，喷嘴不接到焊接回路中，见图3.7.1 b。这种电弧用于焊接较厚的金属。转移弧及非转移弧同时存在的电弧为联合型电弧，见图3.7.1 c。 图3.7.1 等离子弧的类型 (a) 非转移弧(b) 转移弧(c) 联合弧 1-钨极2-喷嘴3-转移弧4-非转移弧5-工件6-冷却水7-弧焰8-离子气 7.1.2 等离子弧焊的特点 由于等离子电弧具有较高的能量密度、温度及刚直性，因此与一般电弧焊相比，等离子电弧具有以下优点： 1) 熔透能力强，在不开坡口、不加填充焊丝的情况下可一次焊透8 10mm厚的不锈钢板； 2) 焊缝质量对弧长的变化不敏感，这是由于电弧的形态接近圆柱形，且挺直度好，弧长变化时对加热斑点的面积影响很小，易获得均匀的焊缝形状；