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

之间形成小的非转移弧, 然后过渡到转移弧, 形成转移电弧时, 非转移弧同时切断。由于这种方式能将更多的能量传递给工件, 因此该形式电弧普遍应用到金属材料焊接和切割中。

混合型电弧是指转移电弧和非转移电弧并存,主要用于微束等离子焊接和粉末堆焊。

2 等离子焊接优点

(1)焊接速度明显提高(可达手工TIG 焊的4～5倍, 工件厚度在可焊范围越大, 提高越明显)。

(2)焊缝性能优良。

(3)在可焊范围内容易得到完整的规则的全焊透焊缝。

(4)满足 100%射线探伤要求。

(5)可以得到与母材化学成分和性能相同的焊缝。

(6)电弧集中, 焊缝热影响区减小, 且具有较低的氧化。

(7)优良的外观成形。

(8)不用开坡口, 大大减少焊丝用量和焊前坡口制备。

(9)焊接过程电弧挺度好, 电弧容易控制。

(10)残余应力和焊接变形小。

3 等离子技术的应用行业

由于等离子电弧独有的特点和优越性, 等离子工艺被广泛运用到金属材料的焊接中。

3.1焊管

不锈钢焊管主要有连续成型加工和板材定尺卷型焊接两种加工方式。在连续成型线上, 对于φ114 mm 以下、壁厚 2 mm 以下的小口径薄壁管道成型, 通常采用TIG 焊或微束等离子焊接工艺, 这种工艺方法已经非常普及。为进一步降低生产成本, 有些厂家采用三把TIG 焊枪同步连续焊接的工艺方法, 提高了生产效率, 降低了成本。但这些管道由于承压能力较低, 通常用于装饰管和要求较低的供水管。但对于φ114～φ325 mm、壁厚2～6 mm 的工业承压管道, 则需要采用等离子或等离子加TIG 双枪的焊接工艺, 这种工艺方法除可以保证较好的焊接质量外, 也可获得较高的焊接效率。这些管道通常用作电厂、化工、造纸等行业的供水、供气主输送管道。但该方法受加工成型机和设备造价的限制, 焊管直径不宜加大。较大口径管道批量需求少, 一般均需要根据工程要求来定制, 这种多品种少批量的加工形式, 通常采用UOE 定尺焊管机组的方式来完成。一般焊管长度为 6 m 左右, 焊管直径φ159～φ1220mm。此种方法较为方便地迎合了工程需求, 主要问题是不利于交货和库存。国内某大型焊管厂现场等离子焊接图片如图 2 所示。

3.2 特材化工容器

随着化工装备需求和化工类容器使用寿命的提高, 对特材如钛合金、锆合金、镍基合金等的应用越来越多。而传统的手工焊接工艺已在一定程度上制约了产品质量的提升, 很多人为的手工操作因素也会严重影响焊接质量, 重复返修会恶化焊接质量甚至造成产品报废, 导致巨大的经济损失。采用等离子焊接工艺可以获得一次性连续稳定的焊接质量,前期焊接位置的清理和准备必须达到焊接要求。对于易氧化材料的等离子焊接应加强焊接热影响区的保护, 当然如果能在有散热设备的工装上完成焊接是最为理想的。

3.3 制药设备

出于制药生产过程GMP 认证的要求, 制药设备的加工要保证较好的耐腐蚀性能。对于容器筒体的加工, 传统的工艺方法为手工TIG 焊, 具有工件变形大、焊缝金属性能差、效率低的缺点。尽管筒体要求通过抛光处理, 但手工焊接的焊缝其物理化学性能较差。将等离子焊接工艺引进制药机械设备加工中, 国外已较为普及, 而国内一些企业通过使用,明显体现了该工艺方法的优势。等离子焊接图片如图3所示。

3.4食品机械

在酒类发酵设备、乳品机械和饮料机械中, 不锈钢储槽和罐体是整个生产工艺装备中重要的流体和储液设备。筒体规格众多, 大量工件厚度在2～10mm,非常适合采用等离子焊接工艺。对于直径大于5m以上的罐体制造, 一般采用倒装法, 工件放置于大型地转盘上, 工件旋转, 焊枪置于十字操作架上, 筒体纵缝采用等离子立焊工艺, 环缝采用横焊等离子工艺, 该工艺与传统手工工艺相比, 大大节省了时间和生产成本, 缩短了制造周期。

3.5军工装备

在军工装备制造中, 铝合金和钛合金的应用较多, TIG 焊接工艺在一定程度上满足了大量的产品焊接要求, 但对于要求性能更好的焊缝, 等离子焊接则体现了较好的工艺价值。铝合金等离子立焊工艺已在设备制造中推广应用。

4 结论

随着国民经济的高速发展, 中国的制造业也得到迅猛发展, 中国制造业产品市场的竞争, 已不再是局限于国内, 而是来源于全球。产品质量的优劣不仅包括内部质量, 还包括外在质量(如美观、包装等), 产品成本仅仅依靠廉价的劳动力成本来体现不是长久之计, 而要靠先进的装备和工艺来保证, 以期达到高效、高质、环保……。因而采用先进的设备和工艺, 加上先进的管理理念, 来进一步提升本企业在国内、国际知名度, 提高市场的竞争力显得尤为重要。

中国目前的制造业针对厚3～8 mm 材料的焊接, 仍处于一个发展不平衡状态, 75%的企业设备及工艺技术落后, 仍采用传统的焊条电弧焊或手工TIG焊工艺, 该工艺存在工作效率低、质量不稳定、制造成本高、焊后打磨及变形大等缺点, 因而无法参于国际竞争。而25%或相当少的一部分企业采用了自动焊工艺, 如自动TIG、MAG、等离子焊接工艺, 极大地控

制了焊接质量, 特别是在国内不锈钢焊管行业, 自20 世纪80 年代就开始使用等离子焊接工艺, 针对厚3～8 mm 不锈钢可以不开坡口, 一次焊透, 少了多道工序, 节约了制造成本。因而在国内相关行业加大推广新型高效的等离子弧焊工艺及设备, 具有重要的实用价值。参考文献：

[1]陈祝年.焊接工程师手册[M].北京: 机械工业出版社, 2002.

[2]中国机械工程协会焊接学会.焊接手册[M].北京: 机械工业出版社, 1995.

[3]林尚扬.我国焊接生产现状与焊接技术的发展[J].船舶工程,2005,27:15~24.

[4] 马余选, 王宝安等. 定枪式双枪等离子焊箱的研制[J]. 稀有金属材料与工程,1991,2:67~71.

[5]黄政艳.焊接设备技术现状及发展趋势[J].广西轻工业,2011,5:31~33.

[6]胡绳荪.现代弧焊电源及其控制[M].机械工业出版社,2007.10~33.

华北水利水电大学

结课论文

题目：等离子焊接技术及其应用

课程名称：钎焊技术及应用

专业班级：机械材控

学生学号：

学生姓名：丁聪民

2014年4月6日

(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。

等离子焊接技术(PAW)

等离子焊（PAW） 等离子是指在标准大气压下温度超过3000℃的气体，在温度谱上可以把其看作为继固态、液态、气态之后的第四种物质状态。等离子是由被激活的高子、电子、原子或分子组成。例如：它可通过自然界中的闪电产生。从1960年以后，等离子这个词获得了新的含义，那就是电弧通过涡流环或喷嘴压缩而形成的高能量状态，此原理现在被广泛用于钢铁、化工及机械工程工业。 等离子弧焊是在钨极氩弧焊的基础上发展起来的一种焊接方法·。钨极氩弧焊使用的热源是常压状态下的自由电弧，简称自由钨弧。等离子弧焊用的热源则是将自由钨弧压缩强化之后而获得电离度更高的电弧等离子体，称等离子弧，又称压缩电弧。两者在物理本质上没有区别，仅是弧柱中电离程度上的不同。经压缩的电弧其能量密度更为集中，温度更高。 等离子弧的最大电压降是在弧柱区里，这是由于弧柱被强烈压缩，使电场强度明显；增大的缘故。因此，等离子弧焊主要是利用弧柱等离子体热来加热金属，而自由钨弧是利用两电极区产生的热来加热母材和电极金属。 等离子弧的特性 等离子弧能量密度可达10000--100000W／cm2，比自由钨弧(约10000W／cm2以下)高，其温度可达18000～24000K，也高于自由钨弧(约5000～8000K)很多。图1-1为两种电弧的温度分布，左侧为自由钨弧，右侧为等离子弧。 图 1-1

等离子弧的静特性曲线接近U形(图1-2)。与自由钨弧比较最大区别是电弧电压比自由钨弧高。此外，在小电流时，自由钨弧静特性为陡降(负阻特性)的，易与电源外特性曲线相切，使电弧失稳。而等离子弧则为缓降或平的，易与电源外特性相交建立稳定工作。 图1-2 图1-3表示了等离子弧与自由钨弧的形态区别。等离子弧呈圆柱形，扩散角约5度左右，焊接时，当弧长发生波动时，母材的加热面积不会发生明显变化，而自由钨弧呈圆锥形，其扩散角约45度，对工作距离变化敏感性大。 图1-3 等离子弧的挺直度非常好。由于等离子弧是自由钨弧经压缩而成，故其挺度比自由钨弧好，焰流速度大，可达300m／s以上，因而指向性好，喷射有力，其熔透能力强。 等离子弧焊的特点 由于等离子弧弧柱温度高，能量密度大，因而对焊件加热集中，熔透能力强，一次可焊透的厚度如表1-4所示，在同样熔深下其焊接速度比TIG焊高，故可提高焊接生产率。 表1-4

等离子弧焊的基本方法

等离子弧焊的基本方法 等离子弧焊是一种常用的焊接方法，广泛应用于金属制品的制造和维修领域。它以其高效、高质量的焊接结果而受到广泛赞誉。本文将介绍等离子弧焊的基本方法，包括设备和操作步骤。 一、设备 等离子弧焊需要以下设备： 1. 焊接机：等离子弧焊常用的焊接机有直流等离子弧焊机和交流等离子弧焊机。直流等离子弧焊机适用于焊接不锈钢、铝合金等材料，而交流等离子弧焊机则适用于焊接碳钢等材料。 2. 焊枪：焊枪是进行焊接操作的工具，通过控制电流和气体流量来实现焊接过程中的熔化和填充。 3. 气体供应系统：等离子弧焊需要使用惰性气体，常见的有氩气和氩气混合气体，用于保护焊接区域，防止氧气和水蒸气的污染。 4. 辅助设备：包括电源线、气管、冷却系统等。 二、操作步骤 1. 准备工作：将焊接机和气体供应系统连接好，并确保电源和气源的正常供应。检查焊枪和电缆是否完好，以及气体管路是否畅通。 2. 清洁工作：将待焊接的金属表面进行清洁，去除表面的油污、氧化物等杂质，以确保焊接接头的质量。 3. 调整焊接参数：根据焊接材料的种类和厚度，调整焊接机的电流和气体流量。一般来说，电流越大，焊接速度越快，但过大的电流

可能导致熔洞过深；气体流量的调整应根据焊接材料和焊接位置的不同进行合理设置，以保证焊接质量。 4. 进行焊接：将焊枪对准焊接接头，触发开关开始焊接。在焊接过程中，焊枪应保持与焊接接头的距离适当，通常为2-5毫米。焊接速度应均匀，保持一定的稳定性，以免焊接接头出现焊缝不均匀的情况。 5. 焊后处理：焊接完成后，及时关闭焊机和气源，并进行焊后处理。包括清理焊渣、修整焊缝等工作，以保证焊接接头的质量。 三、注意事项 1. 安全第一：在进行等离子弧焊时，应注意个人防护，佩戴焊接手套、护目镜等防护装备，以避免受伤。 2. 保持通风：等离子弧焊过程中会产生大量的烟雾和有害气体，应保持通风良好的工作环境，以确保操作人员的健康。 3. 选择合适的材料：不同的材料适合不同的焊接方法，选择合适的材料可以提高焊接质量。同时，材料的厚度也会影响焊接参数的调整。 4. 控制焊接速度：焊接速度过快或过慢都会影响焊接质量。过快的焊接速度可能导致焊缝不完全熔化，过慢的焊接速度可能导致过热和焊缝变形。 5. 定期维护设备：设备的定期维护保养对于保证焊接质量和延长设备使用寿命至关重要。

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）。

等离子弧焊接与切割

等离子弧焊接与切割 本文介绍了等离子弧焊接的基本方法，工艺特点和应用；以及等离子弧切割原理及工艺。等离子弧焊接与切割技术的优秀成果以在航空航天、核能、船舶、电力、电子、海洋钻探、高层建筑等领域得到了广泛的应用。 标签：等离子弧焊接等离子弧切割机器人焊接 一、等离子弧焊工艺 1.等离子弧焊的工艺特点 1.1由于等离子弧的温度高、能量密度大，因此等离子弧焊熔透能力强，可用比钨极氩弧焊高得多的焊接速度施焊。这不仅提高了焊接生产率，而且可减小熔宽、增大熔深，因而可减小热影响区宽度和焊接变形。 1.2由于等离子弧的形态近似于圆柱形，挺度好，因此当弧长发生波动时熔池表面的加热面积变化不大，对焊缝成形的影响较小，容易得到均匀的焊缝成形。 1.3由于等离子弧的稳定性好，使用很小的焊接电流也能保证等离子弧的稳定，故可以焊接超薄件。 1.4由于钨极内缩在喷嘴里面，焊接时钨极与焊件不接触，因此可减少钨极烧损和防止焊缝金属夹钨。 2.等离子弧焊工艺 2.1接头形式 用于等离子弧焊接的通用接头形式为I形对接接头、开单面V形和双面V 形坡口的对接接头以及开单面U形和双面U形坡口的对接接头。除此之外，也可用角接接头和T型接头。 2.2焊接参数的选择 等离子弧焊焊接时，焊透母材的方式主要有穿透焊和熔透焊两种。在采用穿透型等子弧焊时，焊接过程中确保小孔的稳定，是获得优质焊缝的前提。影响小孔稳定性的主要焊接工艺参数有： （1）喷嘴孔径喷嘴孔径直接决定等离子弧的压缩程度，是选择其他参数的前提。在焊接生产过程中，当焊件厚度增大时，焊接电流也应增大，但一定孔径的喷嘴其许用电流是有限制的。因此，一般应按焊件厚度和所需电流值确定喷嘴孔径。

等离子堆焊在阀门制造中的应用

等离子堆焊在阀门制造中的应用 摘要：阀门作为非常重要的工业配件，在工业生产领域具有非常重要的作用，阀门的质量对工业生产安全非常关键。等离子堆焊技术属于阀门制造工艺中常用 的一种技术，借助该技术可以大幅提升阀门表面的抗高温能力和抗冲蚀能力。鉴 于此，本文主要针对等离子堆焊技术在阀门制造工艺中的应用进行分析。 关键词：等离子堆焊技术；烦闷焊接技术；应用 引言：阀门作为工业生产中非常关键的部件之一，在我国的诸多工业领域都 有着非常广泛地应用。随着我国工业水平的不断发展，阀门的应用范围也在不断 拓宽，工业技术的发展同时也对阀门产品的性能产生了更多要求。鉴于此，针对 阀门制造应用中的等离子堆焊技术研究有着非常重要的意义和作用。 一、等离子堆焊技术简介和特点分析 等离子堆焊技术属于阀门焊接中常用的一种技术，主要利用等离子枪产生的 等离子电弧进行阀门的焊接。等离子电弧的两级之间会产生温度非常高的加热电流，从而产生非常剧烈的温度梯度变化，此时的等离子状态呈现过压状态，从而 生成相应的非转移等离子弧。 在等离子堆焊过程中，主要存在以下两种形式：①粉末等离子弧喷焊；②排 丝等离子弧堆焊。技术人员在应用第一种焊接方式的过程中，需要利用到喷焊枪 工具，该工具不仅可以实现等离子弧热源传导，同时也可以实现粉末输送。应用 该喷焊技术，可以有效保障焊接的熔覆率较高。而第二种焊接技术主要采用在机 体上排列焊丝熔焊的方式进行焊接，应用该焊接工艺进行焊接，可以提高焊接成 型质量。 阀门在我国工业领域有着非常广泛的应用，一旦阀门的密封面被损坏，则可 能导致出现阀门无法正常关启、阀门泄露等问题，鉴于此，对等离子焊接工艺进 行分析非常有必要。

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。

等离子熔覆应用范围及技术优势

等离子熔覆应用范围及技术优势 关键词：等离子焊机、耐磨板堆焊机、堆焊机、多功能等离子焊接机、阀 门堆焊设备、等离子焊机、磨具修复机、等离子耐磨片 如今，等离子熔覆应用范围越来越广。主要应用于石油、化工、工程机械、矿山机械、工业机械(螺杆、螺旋、轴辊等)，阀门等行业，如各类阀门密封面(常规的碟阀、球阀、闸阀、截止阀、止回阀、平安阀等)的等离子堆焊设备， 以及石油钻杆、轴承、轴、轧辊的磨损后的修复等，其应用前景非常广阔。 等离子熔覆技术优势有以下几点： 1、与其他等离子喷焊相比设备构造简单，节能易操作，维修维护容易; 2、等离子弧温度高、能量集中、稳定性好，在工件上引起的剩余应力和变形小。 3、可控性好。可以通过改变功率、改变气体的种类、流量及喷嘴的构造尺寸来 4、堆焊熔覆合金层与工件基体呈冶金结合，结合强度高;

5、堆焊熔覆速度快，低稀释率;等离子弧堆焊的稀释率可控制在5%一10%，或更低。 6、堆焊层组织致密，成型美观;堆焊过程易实现机械化、自动化; 7、可在锈蚀及油污的金属零件外表不经复杂的前处理工艺，直接进展等离子堆焊; 调节等离子弧的气氛、温度等电弧参数，从而实现高效自动化消费，进步劳动消费率。 上海多木实业是一家专业从事电源开发的高科技产业，其中焊接电源是我的重点工程，开发的系列焊机已到达或超过国际先进程度，深受客户的认可，拥有广泛的客户群和知名度。产品专业用于精细零件、薄板等的焊接，阀门、轧辊、截齿等的堆焊，模具、机械轴类的焊补等，已广泛应用于电子电器、煤炭矿山机械、航空航天等诸多领域。 文章来源：等离子熔覆应用范围及技术优势(多木原创,请勿转载)

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。

等离子焊接的原理和应用

等离子焊接的原理和应用 1. 等离子焊接的原理 等离子焊接是一种常见的金属焊接方法，它利用高温等离子体的热能来加热和 熔化焊接材料，从而实现焊接的目的。具体来说，等离子焊接的原理可以归结为以下几个方面： •等离子体产生：等离子体是一种高度电离的气体，在等离子焊接过程中，需要通过外部能量源来产生等离子体。常见的方法包括电弧放电、激光加热和等离子体喷射等。 •等离子体加热：等离子体具有很高的温度，可以达到几千摄氏度甚至更高。在焊接过程中，高温等离子体通过传导、对流和辐射等方式将热能传递给焊接材料，使其达到熔化温度。 •材料熔化和混合：当焊接材料表面被高温等离子体加热后，其开始熔化并与周围的材料混合。在等离子焊接中，焊接材料可以是同种金属或不同种金属，甚至可以是金属和非金属的组合。 •冷却和固化：在焊接完成后，焊接材料会在大气中快速冷却，并逐渐固化。冷却速度和焊接材料的物理性质有关，不同的冷却速度会影响焊缝的组织结构和力学性能。 等离子焊接的原理简单明了，通过高温等离子体的加热作用实现焊接材料的熔 化和混合，从而实现焊接的目的。 2. 等离子焊接的应用 等离子焊接是一种广泛应用于各个领域的焊接技术，其应用范围包括但不限于 以下几个方面： 2.1 电子和电器行业 电子和电器行业是等离子焊接的主要应用领域之一。在电子器件的制造过程中，等离子焊接可以实现电路板的连接、导线的焊接以及芯片的封装等。由于等离子焊接具有高热效率和较小的热影响区域，因此可以确保焊接过程中电子器件的可靠性和稳定性。 2.2 汽车工业 汽车工业是另一个重要的等离子焊接应用领域。在汽车制造过程中，等离子焊 接可以用于焊接车身零部件、汽车底盘以及汽车发动机等。等离子焊接具有焊接速

等离子焊接

等离子焊接 等离子焊接是一种常用的工艺，它“用等离子火焰来将最小的金 属熔融在一起，从而形成强大的焊点”。等离子焊接被广泛地用于制 造设备和电子设备，例如，在汽车制造中，等离子焊接用于在缝隙中 连接零件。与传统的焊接相比，等离子焊接具有许多优点，例如，等 离子焊接可以帮助实现更低的全系统耗电量，更高的质量以及更精确 的零件焊接。 等离子焊接的过程以具有特定高能量的电子/离子振荡区开始，后 跟着一个环氧树脂等离子来生成一个深度熔接头。它使用高能量的离 子流动，以将金属材料焊接在一起。等离子焊接具有更高的焊接速度、更少的焊接衔接，以及更高的焊接效率，而且也可以生产出更精确、 更安全的焊接结构。 由于等离子焊接能让零部件的接触点产生更大的温度，它也受到 电子组件（例如线路板）、金属部件、复合结构件、元件配置和各类 材料的消费者以及封装系统的考虑。它可以用于内部、外部甚至微小 尺寸的零件，也可以用于新型材料，如TiAlalloys、metal-matrix-

composites和碳纤维复合材料。此外，稳定性、多功能的焊接机器人 使等离子焊接尤其适用于小批量产品的制造。 当然，等离子焊接也有一定的缺点，主要表现为较大的能量消耗、较高的仪器资本成本、较复杂的控制要求和安全问题。最后，还有许 多可以针对等离子焊接的评估参数，以提高等离子焊接工艺的可靠性 和避免焊接质量方面的缺点，例如，焊接温度和电流密度，也可以选 择适合的管座等。 总之，等离子焊接是一种更先进的焊接技术，它已经被广泛应用 于航空航天、汽车制造以及电子工业方面，它具有很高的效率和精确度，但也需要更高的成本和更复杂的控制。如果正确使用，等离子焊 接可以带来更多的益处，使我们能够更好地制造出功能和质量更高的 产品。

焊接中的等离子焊技术

焊接中的等离子焊技术 焊接是与人们生活息息相关的一项技术，在制造业、建筑业等 诸多领域都有广泛的应用。而等离子焊则是焊接技术中非常重要 的一种，它广泛应用于金属材料的连接与修复。本文就从等离子 焊的原理、特点、应用等方面入手，较详细地阐述等离子焊技术。 一、等离子焊的原理 等离子是指气体分子或原子被能量激发后，电子从原子周层跃 迁至中心核，中心核周围的电子云形成一个电离区域，这种电离 区域就是等离子体。在电弧发生时，电极之间的电流使气体分子 发生电离，产生等离子体，从而形成电弧。等离子焊就是利用这 种电弧作为热源将工件加热，使其达到熔点，从而完成焊接。 等离子焊的主要特点就是高温、高速和高能量密度。在等离子 焊的过程中，电弧传热效率高，焊接速度快，所以可以用来焊接 高导热系数的金属的薄板和薄壁管和其他结构件。 二、等离子焊技术的优势

相较于其他焊接方法，等离子焊有很多优势。 1. 等离子焊的焊缝质量高，焊缝强度好。等离子焊的焊接速度快，从而减少了热输入，焊缝的变形和气孔缺陷少，因此焊接质 量比较高。 2. 等离子焊的焊接速度快。由于等离子焊的热输入大，焊接速 度快，从而可以提高工作效率和生产效率。 3. 等离子焊的生产环境整洁。等离子焊使用气体作为保护气体，不产生明火和焦炭，不会污染环境，因此在生产环境整洁和卫生。 三、等离子焊的应用 等离子焊在有色金属、合金材料、不锈钢、钢结构和硬质合金 等材料的焊接方面有广泛的应用。 1. 有色金属和合金材料的焊接。在精密电子仪器、航空航天等 领域中，有色金属和合金材料的焊接是一种特殊的焊接方式，一 般采用等离子焊。

等离子体技术及其在工业中的应用

等离子体技术及其在工业中的应用第一章：等离子体技术的基础概念 等离子体是一种带有电荷的气体态物质，同时具有离子和自由电子。等离子体可以通过加热、电离或电弧等方式产生，如流行病学中所说的电离辐射，就是等离子体放电的结果。等离子体的特性和行为与普通气体有很大的不同，具有较高的温度和起伏的磁场，也具有电导率、电子密度和热容等物理特性。 等离子体技术就是对等离子体的调控和利用。在等离子体中产生的高温和电离化作用使得等离子体技术在各个领域中有着广泛的应用。这种技术被称为“第四个状态”，是固态、液态和气态之外的一个状态。 第二章：等离子体技术在工业中的应用 2.1 焊接与热处理 等离子体技术在金属连接中的应用十分广泛。在电子和半导体工业中，等离子体技术已被用于焊接、蚀刻、薄膜沉积和热处理等领域。当金属准备达到一定温度后，等离子体会被用来加热和调节体内的组分。 2.2 污染治理

等离子体技术在污染治理领域中也有着广泛的应用。等离子体 可以被用来清洁废气和污水，它的卓越能力使它成为用于处理空 气污染和工业废水的有力工具。 2.3 光谱分析 等离子体技术在光谱学中的应用是非常重要的。通过等离子体 放电，金属样品中的原子和离子被激发到一个高能态，随后从这 些高能态向基态发射光。这样，光谱分析就可以检测样品中含量，对金属的设计和研究有重要的帮助。等离子体能够与大多数物质 发生反应，因此，它在生物分析和药物研究方面也有着众多的应用。 第三章：等离子体技术的未来前景 等离子体技术的未来前景是光明的。等离子体技术的应用范围 非常广泛，并且在各个领域中都已经得到了很好的应用。此外， 等离子体技术在未来很可能会得到广泛的应用，如： 3.1 纳米颗粒制造 等离子体技术在纳米颗粒制造中具有极大的潜力。等离子体与 物质之间的相互作用导致纳米材料的独特性质，如检测敌对载荷 等高纯度，轻薄，高强度等等。 3.2 等离子体设备控制

压力容器等离子自动焊的应用

压力容器等离子自动焊的应用 摘要：等离子自动焊接技术目前已被广泛应用于各种设备产品的制造和焊接中，尤其是一些对焊接接头要求较高的机械产品制造和焊接中，如压力容器、锅炉等。本文主要简述了等离子焊接工艺的概念及优势、等离子焊机设备组成、技术参数及主要焊接办法，并详细论述了等离子焊接工艺在压力容器的应用。 关键词：等离子自动焊；压力容器；应用 1等离子焊接工艺的概念及优势 等离子焊接指的是利用等离子枪将阳极和阴极之间的自由电弧压缩成高温、高能量密度、高电离度及高焰流速度的电弧，使母材熔化形成冶金结合的焊接技术。相比一般的电弧焊接工艺，等离子焊接工艺具有众多的优势：〔1〕能量密度大，等离子电弧方向性和融透能力均较强，可一次焊透8～10mm的不锈钢钢板，且其焊接速度较快。〔2〕电弧搅动性好，等离子焊熔池温度高，电弧搅动性好，有助于释放熔池内气体。〔3〕压缩效应高，等离子焊对焊接电流的要求较低，即使在0.1A的小电流状态下，也能到达稳定的电弧焚烧，因此，其非常适用于微型紧密零件的焊接。〔4〕小孔效应稳定，等离子电弧可产生稳定的小孔效应，通过小孔效应，仅在正面焊接便可到达双面成型效果。〔5〕焊接本钱低，相比一般的氩弧焊，等离子焊可省1/3～1/2的电和1/2～2/3的气，且在较小的焊接厚度情况下，也不需填丝，从而能降低焊接本钱。〔6〕扩散角小和挺直度好，等离子焊扩散角小、挺直度好，易获得优质的焊接接头，因此，非常适用于压力容器、锅炉等对焊接接头要求较高的产品制造。 2等离子焊机设备组成、技术参数及主要焊接办法 2.1等离子焊机设备组成 为了提高上海姚成轻工机械有限公司容器的焊接质量和焊接效率，我公司新购买了一台上海朗志等离子自动焊机，等离子焊机设备主要由等离子焊枪、氩弧焊枪、焊接电源、AVC+OSC焊接控制器、离子视频监控系统、焊接操作机、冷却水箱、HGJ20-C可调式滚轮架等设备组成，工件直径范围为400～4000mm，焊接钢板理论上厚度为3～20mm，最大不可超过20mm，对筒体纵、环缝等焊接均可适用，这些焊缝的可靠性、质量均较高，因此，其