淺談等離子弧焊接技術

1、淺談等離子弧焊接技術 摘要： 等離子弧技術已經在國際上被廣泛認可和采用，尤其在焊接領域，他的發(fā)展速度最快。 abstract： plasma arc technology has been widely recognized and adopted in the world， especially in the field of welding； it develops rapidly. 關鍵詞： 等離子弧焊接；焊接模式 key words： plasma arc welding；welding mode 中圖分類號：tv547.6 文獻標識碼：a 文章編號：1006-4311（2013）23

2、-0034-02 等離子弧焊接（paw）是在鎢極氬弧焊的基礎上發(fā)展起來的，是一種利用建立在鎢極和被焊金屬間的壓縮電弧進行焊接的熔化焊方法。按照焊接電流的極性與波形的不同，等離子焊接可分成多種不同的工藝方法，其中主要的幾種工藝方法的發(fā)展進程見圖11。 等離子弧焊接使用惰性氣體作為工作氣和保護氣，可以加入填充金屬，也可以直接熔化母材來形成焊縫。其原理簡圖見圖2。等離子弧焊與鎢極氬弧焊最大的區(qū)別是它使用壓縮電弧。焊接時，靠水冷噴嘴的強壓縮效應使電弧能量高度集中，大幅度提高了電弧的溫度和能量密度，從而獲得更高的焊接質量。經噴嘴壓縮的等離子弧，其能量密度相當于鎢極氬弧焊電弧的3倍以上，溫度也要高得多。等

3、離子電弧是僅次于激光和電子束的高能流密度熱源。等離子電弧和激光束（lb）和電子束（eb）一樣，可以進行“小孔法”焊接，也可以在很小功率下完成微熔化焊接。圖3比較了不同焊接方法的能量密度。表1則對常規(guī)等離子弧焊接、鎢極氬弧焊和電子束焊接的相關數據進行了更詳細地比較。 按等離子弧焊接所使用電流的高低或噴嘴孔徑的大小，可以大致將其分成三種不同的焊接模式：微束等離子弧焊接：使用電流0.115a，其特點是電弧易于控制，電弧在小電流下像一個“針尖”似的，很穩(wěn)定，所以又稱它是針弧。微束等離子弧焊接最適合焊接精密的簿件制品。熔入法等離子弧焊接：使用電流為15100a，用于對焊接質量有高要求的常規(guī)部件的焊接。小

4、孔法等離子弧焊接：通常采用100a以上的電流，是等離子弧一種獨特的焊接模式。焊接時，等離子弧的一部分穿透了被焊金屬，形成被熔池金屬環(huán)繞著的小孔，并隨著小孔的移動逐步形成焊縫。小孔法焊接可以一次將不開坡口的對接接頭熔透成型，一次可焊接的厚度主要取決于被焊接材料的特性、射流水平、等離子氣的種類以及焊接位置等。 等離子焊接最常用的工作氣和保護氣體是氬氣，為提高生產能力和焊接質量有時需要加入少量其它氣體。焊接不銹鋼、鎳基合金及低碳鋼時常用氬氣+氫氣，氫氣可顯著地提高電弧電壓，進而提高等離子弧的熱焓值，獲得更高的生產效率。焊接不銹鋼時，氫氣的添加量大多在體積分數？準=1%7%，最多達？準=15%。而對中

5、碳鋼、高碳鋼、低合金鋼、鋁、銅合金則不能采用氬氣+氫氣，因為氫會在中、高碳鋼和低合金鋼中引起延遲裂紋，在鋁和銅中引起氣孔。 焊接鈦合金或有色金屬時可以使用氬氣和氦氣的混合氣。氬氣中加入氦氣能大幅度提高電弧的功率，增大熔深和提高焊接速度，并有增加焊道潤濕性的能力。表2給出了等離子焊接常用的幾種氣體及其性質。 具有壓縮特性的等離子弧，可使焊縫的截面成為深而窄的形狀，其熱影響區(qū)和焊接變形也小。該方法適用于絕大多數金屬的焊接，特別適用于不銹鋼、鋁、銅、鎳基合金、鈷基合金、銅基合金及各種鋁合金的焊接。 在中小電流范圍內的等離子弧焊接既可以采用手動操作，也可以采用自動化操作，在中等以上電流范圍內則大多采用

6、自動化操作。等離子弧焊接通常采用高頻引弧，引弧時，首先由高頻發(fā)生器引燃鎢極與噴嘴之間的非轉移型電?。ㄒ卜Q為維弧或導?。缓笤儆煞寝D移型電弧引燃鎢極與工件間的轉移型電弧。一般情況下，等離子弧焊接只用轉移弧作為焊接熱源，即當轉移弧引燃后將非轉移弧切斷，只有在微束等離子焊接時使用聯合型電弧焊接。 由于噴嘴的壓縮作用，等離子弧具有溫度高、能量集中和方向性強的特點，且對弧長的變化不敏感。tig焊電弧需要保持1.53mm的電弧長度，否則很容易使鎢極與熔池接觸，形成短路并造成焊縫夾鎢；而等離子焊接時，電弧總長可在210mm甚至更長，同時，鎢極內縮于噴嘴里，焊縫幾乎沒有夾鎢的現象，二者電弧形狀及長度的比較可見圖4。 參考文獻： 1沈江紅，厲克勤，劉志華.鋁合金中厚板變極性等離子電弧焊（vppw）焊接工藝的研究j.宇航材料工藝，1997（3）：40-42. 2呂耀輝，陳樹君，殷樹言.鋁合金變極性等離子弧焊接