第四章--等離子焊接與切割復(fù)習(xí)進(jìn)程

1、第四章第四章 等離子弧焊接等離子弧焊接(hnji)與切割與切割 （PAW & PAC） 第一頁(yè)，共62頁(yè)。本章知識(shí)要點(diǎn)：本章知識(shí)要點(diǎn)：等離子弧的產(chǎn)生及其特性；等離子弧的產(chǎn)生及其特性； 穿孔型等離子弧焊接工藝；穿孔型等離子弧焊接工藝； 等離子弧切割工藝；等離子弧切割工藝；學(xué)習(xí)提示：學(xué)習(xí)提示： 等離子弧焊接成本高，設(shè)備、工藝復(fù)雜，僅適合于一等離子弧焊接成本高，設(shè)備、工藝復(fù)雜，僅適合于一 些特殊場(chǎng)合的焊接，目前應(yīng)用些特殊場(chǎng)合的焊接，目前應(yīng)用(yngyng)并不普遍；并不普遍；空氣等離子弧切割目前在工礦企業(yè)應(yīng)用空氣等離子弧切割目前在工礦企業(yè)應(yīng)用(yngyng)較多，因此應(yīng)較多，因此應(yīng) 當(dāng)予以關(guān)

2、注；當(dāng)予以關(guān)注；第二頁(yè)，共62頁(yè)。等離子體：物質(zhì)存在的一種等離子體：物質(zhì)存在的一種(y zhn)狀態(tài)狀態(tài)等離子態(tài)及其形成過(guò)程等離子態(tài)及其形成過(guò)程第三頁(yè)，共62頁(yè)。1、等離子弧（、等離子弧（Plasma arc）第四頁(yè)，共62頁(yè)。應(yīng)用應(yīng)用(yngyng)：焊接、切割、：焊接、切割、堆焊、堆焊、 噴涂（焊）等。噴涂（焊）等。電弧通過(guò)小孔電弧通過(guò)小孔機(jī)械壓縮（前提）機(jī)械壓縮（前提）水冷卻水冷卻熱收縮（主因熱收縮（主因(zh yn)）電流密度高電流密度高電磁收縮（加強(qiáng)）電磁收縮（加強(qiáng)）效果：效果：電弧直徑變小、溫度升高、 能量密度增大2、等離子弧的形成原理、等離子弧的形成原理第五頁(yè)，共62頁(yè)。第六頁(yè)，

3、共62頁(yè)。 3、等離子弧的類(lèi)型、等離子弧的類(lèi)型(lixng)及應(yīng)用及應(yīng)用第七頁(yè)，共62頁(yè)。類(lèi) 型特點(diǎn)應(yīng)用轉(zhuǎn)移型電弧溫度較高常用于金屬的焊接、堆焊與切割非轉(zhuǎn)移型電弧溫度較低噴涂、非金屬的焊接與切割混合型小電流下的電弧穩(wěn)定性好多用于微束等離子?。?0A）焊接混合型：同時(shí)保持轉(zhuǎn)移弧與非轉(zhuǎn)移弧，混合型：同時(shí)保持轉(zhuǎn)移弧與非轉(zhuǎn)移弧， 即電弧即電弧(dinh)轉(zhuǎn)移到工件后不切轉(zhuǎn)移到工件后不切斷鎢斷鎢 極與導(dǎo)電嘴之間的電弧極與導(dǎo)電嘴之間的電弧(dinh)。 混合型等離子弧和轉(zhuǎn)移型等離子弧都需要有兩套電源供電(可以是一體式)，引弧電源功率較小一般(ybn)只需要有幾安培的輸出。第八頁(yè)，共62頁(yè)。第九頁(yè)，共62頁(yè)

4、。 電流電流(dinli)：電流：電流(dinli)越大，壓縮程度越高；越大，壓縮程度越高； 噴嘴孔道形狀和尺寸：噴嘴孔道形狀和尺寸： 形狀形狀 圓柱形（常用）、喇叭形（噴涂多用）、梅花形（切割多用）圓柱形（常用）、喇叭形（噴涂多用）、梅花形（切割多用） 尺寸尺寸 噴嘴孔徑噴嘴孔徑 d 及孔道長(zhǎng)度及孔道長(zhǎng)度 L 是壓縮噴嘴的兩個(gè)重要尺寸。是壓縮噴嘴的兩個(gè)重要尺寸。 孔徑越小、孔道越長(zhǎng)，壓縮程度越大，其電弧靜特性的平孔徑越小、孔道越長(zhǎng)，壓縮程度越大，其電弧靜特性的平 直段越窄、上升段斜率越大。直段越窄、上升段斜率越大。第十頁(yè)，共62頁(yè)。內(nèi)縮度和同心內(nèi)縮度和同心(tngxn)(tngxn)度：度：

5、 分別影響影響電弧的壓縮程度穩(wěn)定性。分別影響影響電弧的壓縮程度穩(wěn)定性。 內(nèi)縮長(zhǎng)度一般取內(nèi)縮長(zhǎng)度一般取 Lg = L + 0.2mmLg = L + 0.2mm。 安裝電極時(shí)應(yīng)注意電極與噴嘴應(yīng)保持同心安裝電極時(shí)應(yīng)注意電極與噴嘴應(yīng)保持同心(tngxn)(tngxn)。一般焊接時(shí)要求高頻火花布滿(mǎn)圓周。一般焊接時(shí)要求高頻火花布滿(mǎn)圓周75%75%80%80%以上（可根據(jù)電極和噴嘴之間的高頻火花以上（可根據(jù)電極和噴嘴之間的高頻火花在電極四周的分布情況檢查在電極四周的分布情況檢查 ）。）。 在一定范圍內(nèi)，氣體的吸熱性越強(qiáng)、流量越大 壓縮程度越高；氣體的電離能低，工作電壓也低，有利于電弧(dinh)的穩(wěn)定。離

6、子氣體離子氣體(qt)種類(lèi)及流量：種類(lèi)及流量：第十一頁(yè)，共62頁(yè)。噴嘴孔徑、電流大小、氣體流量噴嘴孔徑、電流大小、氣體流量(liling)(liling)的配合可參見(jiàn)下表。的配合可參見(jiàn)下表。噴嘴孔徑噴嘴孔徑mmmm電流電流A A離子氣流量離子氣流量L/minL/min0.80.81 125250.240.241.61.620 20 70700.470.472.12.140 40 1001000.940.942.52.5100 100 2002001.891.893.23.2150 150 3003002.362.364.84.8200 200 5005002.832.83第十二頁(yè)，共62頁(yè)。

7、1. 熱源特性熱源特性(txng) 溫度高、能量密度大：弧柱中心最高溫度可達(dá)溫度高、能量密度大：弧柱中心最高溫度可達(dá) 50000K，能量密度可達(dá)，能量密度可達(dá)105106W/cm2（而（而TIG電弧相應(yīng)為電弧相應(yīng)為24000K、104w/cm2）；）； 電弧剛性大、弧柱截面?。弘娀傂源?、弧柱截面?。?電弧挺度好、沖力大，加熱工件的熱主要來(lái)自等離子流電弧挺度好、沖力大，加熱工件的熱主要來(lái)自等離子流及輻射，而不是陽(yáng)極斑點(diǎn)熱及輻射，而不是陽(yáng)極斑點(diǎn)熱 ； 第十三頁(yè)，共62頁(yè)。2、電特性、電特性(txng) 電弧靜特性曲線(xiàn)為U型，但平直段較窄，上升段斜率較大(jio d)； 弧柱電場(chǎng)強(qiáng)度較大(jio

8、d)，弧壓較高； 小電流下的穩(wěn)弧性好，電流小至1A以下電弧仍能穩(wěn)定燃燒；第十四頁(yè)，共62頁(yè)。組成：電源，組成：電源， 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)(xtng)， 焊槍?zhuān)笜專(zhuān)?供氣系統(tǒng)供氣系統(tǒng)(xtng)， 水冷系統(tǒng)水冷系統(tǒng)(xtng) ，送絲機(jī)構(gòu)，送絲機(jī)構(gòu)， 行走小車(chē)，工裝夾具行走小車(chē)，工裝夾具等等第十五頁(yè)，共62頁(yè)。1、焊接電源、焊接電源 直流恒流特性或下降外特性，空載電壓較高；通常帶有直流恒流特性或下降外特性，空載電壓較高；通常帶有高頻引弧和電流衰減裝置。高頻引弧和電流衰減裝置。 交流方波下降外特性（用于焊接交流方波下降外特性（用于焊接Al、Mg等有色等有色(yu s)合合金）；金）；第十六頁(yè)，共6

9、2頁(yè)。2、焊槍、電極、焊槍、電極 對(duì)焊槍結(jié)構(gòu)要求對(duì)焊槍結(jié)構(gòu)要求能固定噴嘴與鎢極的相對(duì)位置，并可進(jìn)行調(diào)節(jié)；能固定噴嘴與鎢極的相對(duì)位置，并可進(jìn)行調(diào)節(jié)；對(duì)噴嘴和鎢權(quán)進(jìn)行有效的冷卻；對(duì)噴嘴和鎢權(quán)進(jìn)行有效的冷卻；噴嘴與鎢極之間要絕緣以便在鎢極和噴嘴內(nèi)壁間噴嘴與鎢極之間要絕緣以便在鎢極和噴嘴內(nèi)壁間 引燃小弧引燃小弧能導(dǎo)入離子氣流和保護(hù)氣流；能導(dǎo)入離子氣流和保護(hù)氣流；便于拆卸、更換便于拆卸、更換(gnhun)電極和噴嘴；電極和噴嘴； 電極材料應(yīng)耐高溫、熱發(fā)射電子能力強(qiáng)，常用材質(zhì)與電極材料應(yīng)耐高溫、熱發(fā)射電子能力強(qiáng)，常用材質(zhì)與鎢極氬弧焊相同，為鎢極氬弧焊相同，為 W+Th、 W + Zr、W + Ce； 電極

10、形狀為端部尖角，尖角角度電極形狀為端部尖角，尖角角度60o，端部尖點(diǎn)應(yīng)在軸，端部尖點(diǎn)應(yīng)在軸線(xiàn)上，且錐面對(duì)稱(chēng)。線(xiàn)上，且錐面對(duì)稱(chēng)。第十七頁(yè)，共62頁(yè)。第十八頁(yè)，共62頁(yè)。第十九頁(yè)，共62頁(yè)。3、供氣系統(tǒng)、供氣系統(tǒng) 分兩路氣體：等離子氣、保護(hù)氣；分兩路氣體：等離子氣、保護(hù)氣； 焊接和噴涂用的等離子氣與保護(hù)氣為焊接和噴涂用的等離子氣與保護(hù)氣為 Ar、Ar + H2、Ar + He； 切割用等離子氣流為切割用等離子氣流為 N2、N2+H2、空氣、水汽；、空氣、水汽； 等離子氣送進(jìn)方式分為切向進(jìn)入、徑向進(jìn)入兩種。等離子氣送進(jìn)方式分為切向進(jìn)入、徑向進(jìn)入兩種。 切向送氣時(shí)氣體經(jīng)一個(gè)或多個(gè)切向氣道送入，氣流形成

11、切向送氣時(shí)氣體經(jīng)一個(gè)或多個(gè)切向氣道送入，氣流形成(xngchng)旋旋渦流入噴嘴孔道，其中心為低壓區(qū)，有利弧柱穩(wěn)定于孔道中渦流入噴嘴孔道，其中心為低壓區(qū)，有利弧柱穩(wěn)定于孔道中心，弧柱壓縮程度較高。心，弧柱壓縮程度較高。 幾種切向進(jìn)氣方式幾種切向進(jìn)氣方式4、控制、控制(kngzh)系統(tǒng)系統(tǒng) 提前送氣、滯后斷提前送氣、滯后斷氣、電流衰減；引弧、氣、電流衰減；引弧、送絲、行走等控制送絲、行走等控制(kngzh)功能功能第二十頁(yè)，共62頁(yè)。1、穿孔型焊接、穿孔型焊接（1）基本特點(diǎn)：高能）基本特點(diǎn)：高能(gonng)束束等離子弧等離子弧將工件完全熔透并在等離子流將工件完全熔透并在等離子流 力力作用下形成

12、一個(gè)穿透工件的小孔，作用下形成一個(gè)穿透工件的小孔，熔化金屬被排擠在小孔的周?chē)⒀厝刍饘俦慌艛D在小孔的周?chē)⒀厝鄢乇谙蛉鄢睾蠓搅鲃?dòng)。隨著等離熔池壁向熔池后方流動(dòng)。隨著等離子弧向前移動(dòng)，小孔也跟著移動(dòng)，子弧向前移動(dòng)，小孔也跟著移動(dòng)，熔化金屬流回小孔凝固而形成焊熔化金屬流回小孔凝固而形成焊縫，不采用襯墊實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成縫，不采用襯墊實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成形。形。 大電流（大電流（100300A）等離子）等離子弧焊接大都采用這種方式?；『附哟蠖疾捎眠@種方式。第二十一頁(yè)，共62頁(yè)。小孔焊接示意圖小孔焊接示意圖焊接時(shí)小孔的照片焊接時(shí)小孔的照片20042004年華恒公司不銹鋼年華恒公司不銹鋼P(yáng)AWPAW的小孔的

13、小孔（上：正面（上：正面(zhngmin)(zhngmin)、左：背面）、左：背面）第二十二頁(yè)，共62頁(yè)。 不銹鋼不銹鋼P(yáng)AWPAW的焊縫的焊縫(hn (hn fn)fn) （單面焊雙面成形）（單面焊雙面成形）左圖：背面左圖：背面 下圖：正面下圖：正面第二十三頁(yè)，共62頁(yè)。（2）主要參數(shù)）主要參數(shù)a. 焊接焊接(hnji)電流及噴嘴尺寸：由工件厚度定電流大小，再由電電流及噴嘴尺寸：由工件厚度定電流大小，再由電 流大小定噴嘴尺寸。電流過(guò)大，熔池下凹，液態(tài)金屬下漏，引流大小定噴嘴尺寸。電流過(guò)大，熔池下凹，液態(tài)金屬下漏，引 起雙??；電流太小，形不成小孔，不能實(shí)現(xiàn)穿透性雙面成形；起雙??；電流太小，形不

14、成小孔，不能實(shí)現(xiàn)穿透性雙面成形；b. 等離子氣及保護(hù)氣流量：最常用的是氬氣；焊不銹鋼時(shí)可采等離子氣及保護(hù)氣流量：最常用的是氬氣；焊不銹鋼時(shí)可采 用用 Ar （515）H2；焊鈦時(shí)可采用；焊鈦時(shí)可采用 Ar（50 75）He；焊銅時(shí)可也采用；焊銅時(shí)可也采用100N2或或100He；離子氣；離子氣 流量應(yīng)根據(jù)電流大小、焊速、噴嘴尺寸和高度等參數(shù)來(lái)確定，流量應(yīng)根據(jù)電流大小、焊速、噴嘴尺寸和高度等參數(shù)來(lái)確定， 氣體種類(lèi)也有影響，以形成穿孔及焊縫成形良好為準(zhǔn)；保護(hù)氣氣體種類(lèi)也有影響，以形成穿孔及焊縫成形良好為準(zhǔn)；保護(hù)氣 流量以保護(hù)周到為準(zhǔn)，必要時(shí)可實(shí)施反面氣保護(hù)；流量以保護(hù)周到為準(zhǔn)，必要時(shí)可實(shí)施反面氣保

15、護(hù)；c. 焊接焊接(hnji)速度：應(yīng)與電流大小、等離子氣流量匹配好。焊速太速度：應(yīng)與電流大小、等離子氣流量匹配好。焊速太小，小， 熔池下凹，液態(tài)金屬下漏；熔池下凹，液態(tài)金屬下漏； 焊速過(guò)大，形不成穿透小孔，并焊速過(guò)大，形不成穿透小孔，并 產(chǎn)生氣孔（等離子氣被埋在焊縫內(nèi)）；產(chǎn)生氣孔（等離子氣被埋在焊縫內(nèi)）；d. 噴嘴高度：噴嘴距工件高度一般取噴嘴高度：噴嘴距工件高度一般取35mm。過(guò)高會(huì)使電弧穿。過(guò)高會(huì)使電弧穿 透力降低；過(guò)低噴嘴會(huì)受到金屬蒸汽污染；透力降低；過(guò)低噴嘴會(huì)受到金屬蒸汽污染；第二十四頁(yè)，共62頁(yè)。第二十五頁(yè)，共62頁(yè)。第二十六頁(yè)，共62頁(yè)。第二十七頁(yè)，共62頁(yè)。（3）應(yīng)用 一般用于

16、高合金、有色金屬材質(zhì)的焊接。a） 10mm以下板對(duì)接，不開(kāi)坡口、不填絲，單道焊雙面成形；b） 10mm以上板對(duì)接，開(kāi) V 型坡口，鈍邊高度5mm左右， 不填絲打底焊； 提示：為了保證起弧區(qū)及熄弧區(qū)的穿透性并避免氣孔， 在設(shè)備上最好(zu ho)具有程控的電流、焊速、氣流量遞 增、 遞減等環(huán)節(jié)；此外要盡量減小對(duì)接間隙及錯(cuò) 邊量。材材 料料 不銹不銹鋼鋼 鈦及鈦合鈦及鈦合金金 鎳及鎳合鎳及鎳合金金低合金低合金鋼鋼 低低 碳碳 鋼鋼焊接厚度焊接厚度范圍范圍 8 12 6 7 8 第二十八頁(yè)，共62頁(yè)。2、其它型式的焊接、其它型式的焊接（1）熔入型）熔入型 30100A混合弧，無(wú)穿孔效應(yīng)，與一般的混合

17、弧，無(wú)穿孔效應(yīng)，與一般的TIG焊類(lèi)似。但焊類(lèi)似。但焊接速度快，對(duì)材質(zhì)、板厚、接頭形式不限；可單面焊雙面成焊接速度快，對(duì)材質(zhì)、板厚、接頭形式不限；可單面焊雙面成形、多層多道焊，對(duì)參數(shù)的要求不嚴(yán)格，適用于薄板焊、角焊形、多層多道焊，對(duì)參數(shù)的要求不嚴(yán)格，適用于薄板焊、角焊縫、蓋面焊等，可填絲或不填絲，效率高?？p、蓋面焊等，可填絲或不填絲，效率高。（2）微束焊）微束焊 焊接電流很小，一般在焊接電流很小，一般在20A以下以下(yxi)，最小可達(dá)，最小可達(dá)1A以下以下(yxi)；屬于屬于熔入型焊接；弧柱直徑很小，從而保證了電弧的穩(wěn)定。熔入型焊接；弧柱直徑很小，從而保證了電弧的穩(wěn)定。 適用于超薄板（厚度適用

18、于超薄板（厚度0.5mm以下以下(yxi)）焊接，焊速快、成形美）焊接，焊速快、成形美觀。對(duì)工件的裝配固定（對(duì)準(zhǔn)和防變形）要求很高，必須有專(zhuān)觀。對(duì)工件的裝配固定（對(duì)準(zhǔn)和防變形）要求很高，必須有專(zhuān)用工裝夾具。用工裝夾具。（3）脈沖弧）脈沖弧 可精確控制焊縫成形，減少熱輸入。多用于薄板焊、全位可精確控制焊縫成形，減少熱輸入。多用于薄板焊、全位置焊。置焊。第二十九頁(yè)，共62頁(yè)。（4）熔化極）熔化極 在焊嘴中增設(shè)焊絲作熔化極，電流同時(shí)流過(guò)鎢極和焊絲，等離子弧仍在焊嘴中增設(shè)焊絲作熔化極，電流同時(shí)流過(guò)鎢極和焊絲，等離子弧仍在鎢極或噴嘴與工件之間形成；一般用雙電源供電在鎢極或噴嘴與工件之間形成；一般用雙電源

19、供電(n din)（兩個(gè)電（兩個(gè)電源的外特性不源的外特性不一樣）；適用于厚板坡口焊、堆焊，飛濺少、效率高。一樣）；適用于厚板坡口焊、堆焊，飛濺少、效率高。（5）變極性（交流）變極性（交流） 一般用交流矩形波電源，正負(fù)波的寬度可調(diào)；適用于一般用交流矩形波電源，正負(fù)波的寬度可調(diào)；適用于Al合金厚板焊合金厚板焊接，一次可焊透接，一次可焊透20mm以上厚板，效率高。以上厚板，效率高。第三十頁(yè)，共62頁(yè)。1、雙弧現(xiàn)象、雙弧現(xiàn)象 雙弧現(xiàn)像產(chǎn)生于轉(zhuǎn)移型雙弧現(xiàn)像產(chǎn)生于轉(zhuǎn)移型等離子弧中。在正常情況下等離子弧中。在正常情況下轉(zhuǎn)移弧應(yīng)穩(wěn)定在鎢極和工件轉(zhuǎn)移弧應(yīng)穩(wěn)定在鎢極和工件之間燃燒，但由于之間燃燒，但由于(yuy)

20、某些某些原原因，有時(shí)會(huì)形成另一個(gè)燃燒因，有時(shí)會(huì)形成另一個(gè)燃燒于鎢極于鎢極噴嘴噴嘴工件之間的工件之間的串聯(lián)電弧，這就是雙弧。形串聯(lián)電弧，這就是雙弧。形成雙弧后，主弧電流降低，成雙弧后，主弧電流降低，正常的焊接受到破壞，噴嘴正常的焊接受到破壞，噴嘴過(guò)熱，甚至燒毀，導(dǎo)致漏過(guò)熱，甚至燒毀，導(dǎo)致漏水、焊接過(guò)程中斷。水、焊接過(guò)程中斷。第三十一頁(yè)，共62頁(yè)。2、形成雙弧的條件、形成雙弧的條件 根據(jù)電弧電壓最小原理，當(dāng)鎢極與工件之間的電弧電壓根據(jù)電弧電壓最小原理，當(dāng)鎢極與工件之間的電弧電壓大于或等于鎢極大于或等于鎢極噴嘴噴嘴工件之間的電壓時(shí)，副弧就會(huì)產(chǎn)工件之間的電壓時(shí)，副弧就會(huì)產(chǎn)生。生。 即：即： 式中式中U

21、T擊穿冷氣膜所需的電壓，冷氣膜越厚，擊穿冷氣膜所需的電壓，冷氣膜越厚，UT越大；越大；3、影響雙弧形成的因素、影響雙弧形成的因素（1）噴嘴結(jié)構(gòu)與尺寸：內(nèi)孔越小、孔道越長(zhǎng)、內(nèi)縮長(zhǎng)度越）噴嘴結(jié)構(gòu)與尺寸：內(nèi)孔越小、孔道越長(zhǎng)、內(nèi)縮長(zhǎng)度越 大，越易產(chǎn)生雙??；大，越易產(chǎn)生雙?。唬?）電流）電流(dinli)大?。弘娏鞔笮。弘娏?dinli)越大，弧柱壓降越高，形成越有越大，弧柱壓降越高，形成越有利；利；（3）等離子流量：流量越大，冷氣膜越厚，越不利形成；）等離子流量：流量越大，冷氣膜越厚，越不利形成；UAB UAc+ UdB + UT = U1 + U2 + UT第三十二頁(yè)，共62頁(yè)。（4）等離子進(jìn)氣方式

22、：切向進(jìn)氣氣流穩(wěn)定，冷氣膜較厚且 四周均勻，不利雙弧形成；（5）噴嘴冷卻效果：冷卻不好，噴嘴溫升高，局部氧化或 粘連飛濺，易促使雙弧形成；（6）等離子氣成分(chng fn)：氣體電離電壓越高，越有利雙弧產(chǎn)生；（7）噴嘴至工件距離：距離越大，越有利雙弧形成。但當(dāng)距 離很小時(shí)，飛濺易粘連、堵塞噴嘴， 也會(huì)導(dǎo)致雙弧發(fā)生；（8）工件厚度：等離子切割時(shí)，工件越厚，越易形成雙??；（9）電源外特性：陡降的電源外特性可抑制雙弧產(chǎn)生，因?yàn)?外界因素變化時(shí)，電流能維持恒定不變；第三十三頁(yè)，共62頁(yè)。堆焊堆焊(overlaying & surfacing)：用焊接：用焊接(hnji)的方法，在的方法，在零

23、件表面堆敷一層具有特別性能零件表面堆敷一層具有特別性能 的材料。的材料。（目的不是為了連接零件，而是為了使零件獲得耐磨，耐（目的不是為了連接零件，而是為了使零件獲得耐磨，耐蝕或耐熱的表面性能）。蝕或耐熱的表面性能）。第三節(jié) 等離子弧堆焊(du hn)與噴涂(plasma overlay welding)第三十四頁(yè)，共62頁(yè)。對(duì)堆焊的要求：對(duì)堆焊的要求： 稀釋稀釋(xsh)率低、熔敷率高，有的還要求焊層薄率低、熔敷率高，有的還要求焊層薄 。等離。等離子弧焊能較好地滿(mǎn)足以上要求，尤其是可以用粉未進(jìn)行堆焊，子弧焊能較好地滿(mǎn)足以上要求，尤其是可以用粉未進(jìn)行堆焊，因而是一種較好的堆焊方法。因而是一種較好

24、的堆焊方法。第三十五頁(yè)，共62頁(yè)。一、等離子弧堆焊的特點(diǎn)一、等離子弧堆焊的特點(diǎn)(tdin)及及應(yīng)用應(yīng)用第三十六頁(yè)，共62頁(yè)。堆焊方法堆焊方法稀釋率稀釋率（%）熔敷速度熔敷速度Kg/h最小堆焊層最小堆焊層厚度厚度mm熔敷效率熔敷效率（%）氧乙炔氧乙炔堆焊堆焊手工送絲手工送絲1100.51.80.8100自動(dòng)送絲自動(dòng)送絲1100.56.80.8100粉末堆焊粉末堆焊1100.51.80.88595焊條電弧堆焊焊條電弧堆焊10200.55.43.265埋弧埋弧堆焊堆焊單絲單絲30604.511.33.295單帶極單帶極102012363.095等離子等離子弧堆焊弧堆焊自動(dòng)送粉自動(dòng)送粉5150.56.

25、80.88595手工送絲手工送絲5150.53.62.498100自動(dòng)送絲自動(dòng)送絲5150.53.62.498100雙熱絲雙熱絲51513272.498100等離子弧堆焊與其它堆焊方法等離子弧堆焊與其它堆焊方法(fngf)的比較的比較第三十七頁(yè)，共62頁(yè)。 冷絲等離子弧堆焊冷絲等離子弧堆焊手工送棒或自動(dòng)送絲（帶），在工藝手工送棒或自動(dòng)送絲（帶），在工藝(gngy)和堆焊層質(zhì)量上都較穩(wěn)定，應(yīng)用于各種閥門(mén)耐磨、耐蝕零件和堆焊層質(zhì)量上都較穩(wěn)定，應(yīng)用于各種閥門(mén)耐磨、耐蝕零件的堆焊。的堆焊。熱絲等離子弧堆焊熱絲等離子弧堆焊熔敷率提高和稀釋率降低顯著，可減少熔敷率提高和稀釋率降低顯著，可減少氣孔傾向，適用

26、于大面積的堆焊。氣孔傾向，適用于大面積的堆焊。預(yù)制型等離子弧堆焊預(yù)制型等離子弧堆焊將堆焊合金預(yù)制成形后置于堆焊部位，將堆焊合金預(yù)制成形后置于堆焊部位，然后以等離子弧熔化形成堆焊層，適用于形狀簡(jiǎn)單、批量大的零件，然后以等離子弧熔化形成堆焊層，適用于形狀簡(jiǎn)單、批量大的零件，如發(fā)動(dòng)機(jī)排氣閥密封面等的堆焊。如發(fā)動(dòng)機(jī)排氣閥密封面等的堆焊。粉末等離子弧堆焊粉末等離子弧堆焊粉末來(lái)源廣、種類(lèi)多，熔敷率高、稀釋粉末來(lái)源廣、種類(lèi)多，熔敷率高、稀釋率低、堆焊層質(zhì)量好，工藝率低、堆焊層質(zhì)量好，工藝(gngy)過(guò)程穩(wěn)定，易于機(jī)械化、自動(dòng)化；過(guò)程穩(wěn)定，易于機(jī)械化、自動(dòng)化；廣泛應(yīng)用于各種閥門(mén)密封面、石油鉆桿、模具刃口等的強(qiáng)

27、化與修復(fù)。廣泛應(yīng)用于各種閥門(mén)密封面、石油鉆桿、模具刃口等的強(qiáng)化與修復(fù)。二、等離子弧堆焊二、等離子弧堆焊(du hn)的類(lèi)型的類(lèi)型第三十八頁(yè)，共62頁(yè)。對(duì)塑性對(duì)塑性(sxng)較好的焊材，采用等離子弧填絲堆焊，且較好的焊材，采用等離子弧填絲堆焊，且多用熱絲法。多用熱絲法。對(duì)硬脆的焊材用粉末等離子弧堆焊對(duì)硬脆的焊材用粉末等離子弧堆焊(等離子弧噴焊等離子弧噴焊)，配用，配用雙電源的混合型等離子弧更好。雙電源的混合型等離子弧更好。第三十九頁(yè)，共62頁(yè)。熱噴涂是現(xiàn)代機(jī)械制造和設(shè)備維修中廣泛熱噴涂是現(xiàn)代機(jī)械制造和設(shè)備維修中廣泛(gungfn)應(yīng)應(yīng)用的一項(xiàng)表面工程技術(shù)，具有零件受熱小、基體組織不改用的一項(xiàng)表

28、面工程技術(shù)，具有零件受熱小、基體組織不改變、零件變形小、涂層性能廣泛變、零件變形小、涂層性能廣泛(gungfn)等優(yōu)點(diǎn)。等優(yōu)點(diǎn)。 噴涂不是焊接，因?yàn)閲娡繉优c工件噴涂不是焊接，因?yàn)閲娡繉优c工件(gngjin)的結(jié)合主要的結(jié)合主要是是 機(jī)械結(jié)合。機(jī)械結(jié)合。第四十頁(yè)，共62頁(yè)。第四十一頁(yè)，共62頁(yè)。同樣同樣(tngyng)作為一項(xiàng)表面工程技術(shù)，噴涂與堆焊的比較見(jiàn)下表。作為一項(xiàng)表面工程技術(shù)，噴涂與堆焊的比較見(jiàn)下表。零件尺寸零件幾何形狀零件的材料表面材料涂層厚度mm涂層孔隙率%堆焊易變形件除外對(duì)小孔有困難金屬金屬26通常無(wú)熱噴涂無(wú)限制一般適用于 簡(jiǎn)單形狀幾乎不受 限制幾乎不受限制0.10.5115結(jié)合強(qiáng)

29、度熱輸入預(yù)處理表面粗糙度沉積率Kg/h后處理堆焊高通常很高機(jī)械清理較粗170消除應(yīng)力熱噴涂一般低噴砂較細(xì)110通常需封孔第四十二頁(yè)，共62頁(yè)。按熱源分，熱噴涂主要按熱源分，熱噴涂主要(zhyo)有三種有三種（1 1） 火焰火焰(huyn)(huyn)噴涂噴涂粉末粉末(fnm)(fnm)火火焰噴涂焰噴涂絲極火焰噴涂絲極火焰噴涂第四十三頁(yè)，共62頁(yè)。（2）電?。╇娀?dinh)噴涂噴涂（絲極）（絲極）第四十四頁(yè)，共62頁(yè)。（3）等離子弧噴涂（粉末）等離子弧噴涂（粉末(fnm)）與其它噴涂方法相比，等離子弧的噴涂具有下列優(yōu)勢(shì)，因與其它噴涂方法相比，等離子弧的噴涂具有下列優(yōu)勢(shì)，因而應(yīng)用廣泛（原理如上圖

30、）而應(yīng)用廣泛（原理如上圖）噴涂材料幾乎不受限制（可噴涂非金屬）；噴涂材料幾乎不受限制（可噴涂非金屬）；不改變基體的熱處理狀態(tài)、焊件無(wú)變形；不改變基體的熱處理狀態(tài)、焊件無(wú)變形；涂層涂層(t cn)薄而致密，結(jié)合強(qiáng)度高；薄而致密，結(jié)合強(qiáng)度高；工藝穩(wěn)定、生產(chǎn)率高。工藝穩(wěn)定、生產(chǎn)率高。第四十五頁(yè)，共62頁(yè)。超音速等離子弧噴涂超音速等離子弧噴涂電弧速度高達(dá)電弧速度高達(dá)3600m/s，溫度可達(dá)，溫度可達(dá)18000，可噴涂的材料包括各種金屬，可噴涂的材料包括各種金屬(jnsh)、合金、碳化物、合金、碳化物和陶瓷材料等和陶瓷材料等100多種，沉積率達(dá)多種，沉積率達(dá)90%，涂層性能優(yōu)于普通等離，涂層性能優(yōu)于普通

31、等離子弧噴涂。子弧噴涂。低壓等離子弧噴涂低壓等離子弧噴涂在約在約5KPa的（保護(hù)氣氛的（保護(hù)氣氛(qfn)低真空）環(huán)低真空）環(huán)境下進(jìn)行噴涂。境下進(jìn)行噴涂。等離子射流延長(zhǎng)，有利于熔化；顆粒飛行阻力小、速度高，有利等離子射流延長(zhǎng)，有利于熔化；顆粒飛行阻力小、速度高，有利于沉積和結(jié)合；工件可預(yù)熱而不氧化，孔隙率可低至于沉積和結(jié)合；工件可預(yù)熱而不氧化，孔隙率可低至1%以下。以下。第四十六頁(yè)，共62頁(yè)。等離子弧噴涂的一些應(yīng)用等離子弧噴涂的一些應(yīng)用(yngyng)實(shí)例實(shí)例氣門(mén)(qmn)噴涂（耐磨）發(fā)動(dòng)機(jī)葉片(ypin)（耐高溫）絲極噴涂軋輥（耐磨）手工噴涂螺旋桿（耐磨）第四十七頁(yè)，共62頁(yè)。一、等離子弧切

32、割原理及特點(diǎn)一、等離子弧切割原理及特點(diǎn) 1. 1. 切割原理切割原理 熔化型。熔化型。 2. 2. 特點(diǎn)特點(diǎn) (1)(1)切割速度切割速度(sd)(sd)快；快； (2)(2)切口質(zhì)量好；切口質(zhì)量好； (3)(3)適應(yīng)性好：可切割高熔適應(yīng)性好：可切割高熔 點(diǎn)非金屬材料點(diǎn)非金屬材料第四十八頁(yè)，共62頁(yè)。等離子弧切割有：氮?dú)獾入x子弧切割、氧氣等離子弧切割、等離子弧切割有：氮?dú)獾入x子弧切割、氧氣等離子弧切割、空氣等離子弧切割空氣等離子弧切割 等。等。 離子氣有離子氣有 N2、Ar-H2、N2-H2、空氣、氧氣、空氣、氧氣 等。等。 兩種氣體混合使用都比單一的氣體好，其中尤以?xún)煞N氣體混合使用都比單一的

33、氣體好，其中尤以Ar-H2及及N2-H2混合氣切口質(zhì)量最好；混合氣切口質(zhì)量最好；N2價(jià)格低廉，生產(chǎn)價(jià)格低廉，生產(chǎn)(shngchn)中用得中用得較多。較多?？諝獾入x子弧切割：方便、成本低，在生產(chǎn)中已得到空氣等離子弧切割：方便、成本低，在生產(chǎn)中已得到廣泛的應(yīng)用。適用于常用結(jié)構(gòu)材料（鋼、鋁、銅、鑄鐵）廣泛的應(yīng)用。適用于常用結(jié)構(gòu)材料（鋼、鋁、銅、鑄鐵）的切割，切割的切割，切割30mm30mm以下板材時(shí)比氧乙炔焰更具有優(yōu)勢(shì)，所以下板材時(shí)比氧乙炔焰更具有優(yōu)勢(shì)，所以特別適合以特別適合(shh)(shh)于于30mm30mm以下的碳鋼、低合金鋼的切割以下的碳鋼、低合金鋼的切割（更大厚度的這兩種材料，氧乙炔切割

34、更有優(yōu)勢(shì)）。（更大厚度的這兩種材料，氧乙炔切割更有優(yōu)勢(shì)）。第四十九頁(yè)，共62頁(yè)。 空氣等離子弧切割有強(qiáng)烈的氧化腐蝕，電極空氣等離子弧切割有強(qiáng)烈的氧化腐蝕，電極(dinj)(dinj)要采用純鋯或純鉿材質(zhì)（此時(shí)也可采用氧作離子氣，但電要采用純鋯或純鉿材質(zhì)（此時(shí)也可采用氧作離子氣，但電極極(dinj)(dinj)燒損更嚴(yán)重），也可采用復(fù)合式空氣等離子弧燒損更嚴(yán)重），也可采用復(fù)合式空氣等離子弧切割。切割。等離子弧切割時(shí)采用正接極性接法，切割金屬時(shí)采等離子弧切割時(shí)采用正接極性接法，切割金屬時(shí)采用轉(zhuǎn)移弧。用轉(zhuǎn)移弧。60A60A以下手工以下手工(shugng)(shugng)切割常用無(wú)維弧電弧切割常用無(wú)維

35、弧電弧結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)，60A60A以上手工以上手工(shugng)(shugng)割槍常采用有維弧結(jié)構(gòu)割割槍常采用有維弧結(jié)構(gòu)割槍?zhuān)磺懈畋〗饘侔宀臅r(shí)，可采用微束等離子弧來(lái)獲得更槍?zhuān)磺懈畋〗饘侔宀臅r(shí)，可采用微束等離子弧來(lái)獲得更窄的割口。窄的割口。第五十頁(yè)，共62頁(yè)。第五十一頁(yè)，共62頁(yè)。1 1、電、電 源源等離子弧切割采用具有陡降或恒流外特性的直流電源等離子弧切割采用具有陡降或恒流外特性的直流電源(dinyun)(dinyun)。電源。電源(dinyun)(dinyun)空載電壓一般為切割時(shí)電弧空載電壓一般為切割時(shí)電弧電壓的兩倍，常用切割電源電壓的兩倍，常用切割電源(dinyun)(dinyun)空載

36、電壓為空載電壓為150150400V400V?？諝獾入x子弧切割一般要配用大于。空氣等離子弧切割一般要配用大于1.5kW1.5kW的空氣壓縮的空氣壓縮機(jī)。機(jī)。 逆變電源逆變電源(dinyun)(dinyun)將是切割電源將是切割電源(dinyun)(dinyun)的發(fā)展的發(fā)展方向。方向。 第五十二頁(yè)，共62頁(yè)。2 2、割槍、割槍 與焊槍相似，一般與焊槍相似，一般(ybn)60A(ybn)60A以下割槍多采用風(fēng)冷結(jié)構(gòu)，以下割槍多采用風(fēng)冷結(jié)構(gòu)，60A60A以上割槍多采用水冷結(jié)構(gòu)。割槍中的電極可采用純鎢、釷鎢、鈰鎢以上割槍多采用水冷結(jié)構(gòu)。割槍中的電極可采用純鎢、釷鎢、鈰鎢棒，也可采用鑲嵌式電極?？諝獾?/p>

37、離子弧切割時(shí)，采用鑲嵌式鋯或棒，也可采用鑲嵌式電極。空氣等離子弧切割時(shí)，采用鑲嵌式鋯或鉿電極。鉿電極。第五十三頁(yè)，共62頁(yè)。1 1、工藝參數(shù)、工藝參數(shù) 包括電流、電壓、切割速度、氣體流量、噴嘴距工件包括電流、電壓、切割速度、氣體流量、噴嘴距工件(gngjin)(gngjin)高度等。高度等。 理論上，有很多的參數(shù)會(huì)影響到切割的效果。但在實(shí)際理論上，有很多的參數(shù)會(huì)影響到切割的效果。但在實(shí)際生產(chǎn)中，尤其是采用空氣等離子弧切割時(shí)，這些參數(shù)或因素生產(chǎn)中，尤其是采用空氣等離子弧切割時(shí)，這些參數(shù)或因素很多是不好變更的，所以，通常僅需注意以下幾個(gè)可變的項(xiàng)很多是不好變更的，所以，通常僅需注意以下幾個(gè)可變的項(xiàng)目

38、：目：（1 1）切割電流、電壓）切割電流、電壓（2 2）切割速度）切割速度（3 3）噴嘴高度）噴嘴高度（4 4）氣壓）氣壓第五十四頁(yè)，共62頁(yè)。第五十五頁(yè)，共62頁(yè)。噴嘴高度一般為噴嘴高度一般為6 8mm6 8mm，空氣等離子弧切割，空氣等離子弧切割(qig)(qig)所所需高度略小，正常切割需高度略小，正常切割(qig)(qig)時(shí)一般為時(shí)一般為2 5mm2 5mm?？諝獾入x?？諝獾入x子切割子切割(qig)(qig)時(shí)還可以將噴嘴與工件接觸，即噴嘴貼著工件時(shí)還可以將噴嘴與工件接觸，即噴嘴貼著工件表面滑動(dòng)，這種切割表面滑動(dòng)，這種切割(qig)(qig)方式稱(chēng)接觸切割方式稱(chēng)接觸切割(qig)(q

39、ig)或筆式或筆式切割切割(qig)(qig)，切割，切割(qig)(qig)厚度約為正常切割厚度約為正常切割(qig)(qig)時(shí)的一時(shí)的一半。半。 第五十六頁(yè)，共62頁(yè)。 等離子弧切割過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生噪音、煙塵、弧光及金等離子弧切割過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生噪音、煙塵、弧光及金屬蒸氣等公害，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，在大電流切割屬蒸氣等公害，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，在大電流切割或切割有色金屬時(shí)情況或切割有色金屬時(shí)情況(qngkung)(qngkung)尤為嚴(yán)重。除水再尤為嚴(yán)重。除水再壓縮等離子弧切割外，水面上切割及水面下切割也是抑壓縮等離子弧切割外，水面上切割及水面下切割也是抑制污染的方法。制污染的方法。 四、等

40、離子弧的焊接四、等離子弧的焊接(hnji)(hnji)與切割的安全問(wèn)題與切割的安全問(wèn)題（2 2）等離子弧較其它電弧的光輻射強(qiáng)度更大，尤其是紫外線(xiàn)強(qiáng)度，）等離子弧較其它電弧的光輻射強(qiáng)度更大，尤其是紫外線(xiàn)強(qiáng)度，除罩黑色目鏡外，最好加上吸收紫外線(xiàn)的專(zhuān)門(mén)除罩黑色目鏡外，最好加上吸收紫外線(xiàn)的專(zhuān)門(mén)(zhunmn)(zhunmn)鏡片。鏡片。（1 1）等離子弧焊接和切割用電源的空載電壓較高，有電空載電壓較高，有電擊的危險(xiǎn)擊的危險(xiǎn)。電源在使用時(shí)必須可靠接地，焊槍槍體或割槍槍體與手觸摸部分必須可靠絕緣。 第五十七頁(yè)，共62頁(yè)。 （4 4）等離子弧會(huì)產(chǎn)生高強(qiáng)度、高頻率的噪聲，尤其）等離子弧會(huì)產(chǎn)生高強(qiáng)度、高頻率的噪聲，尤其(yuq)(yuq)采用大功率等離子弧切割時(shí)，其噪聲更大。采用大功率等離子弧切割時(shí)，其噪聲更大。 （3）等離子弧焊接和切割過(guò)程伴隨）等離子弧焊接和切割過(guò)程伴隨(bn su)有大量氣化的金有大量氣化的金屬蒸氣、臭氧、氮化物等，應(yīng)有良好的通風(fēng)設(shè)備、措施。屬蒸氣、臭氧、氮化物等，