等離子弧焊接是借助于水冷噴嘴對電弧的拘束作用，從而獲得較高能量密度的等離子弧進行焊接的方法。

等離子弧(hu)是通過以下三(san)種壓縮作用獲得的：

 ①. 機械(xie)壓縮，它利(li)用水冷噴嘴孔道限制弧(hu)柱直(zhi)徑(jing)，來提高(gao)弧(hu)柱的能量密(mi)度和溫度。

 ②. 熱收(shou)縮，由于水冷(leng)噴嘴溫(wen)度較低，從而在噴嘴內壁建立起一層(ceng)冷(leng)氣膜，迫使弧(hu)柱導電斷面進(jin)(jin)一步減小(xiao)，電流密度進(jin)(jin)一步提高，弧(hu)柱這種(zhong)收(shou)縮謂之“熱收(shou)縮”，也可叫(jiao)做“熱壓縮”。

 ③. 磁(ci)收(shou)縮，弧柱電流(liu)本身產生的(de)磁(ci)場對弧柱有壓縮作(zuo)用（即(ji)磁(ci)收(shou)縮效應）。電流(liu)密度愈，磁(ci)收(shou)縮作(zuo)用愈強。

按電(dian)源聯接方式(shi)，等離子弧有(you)非轉移型、轉移型和聯合型三種形式(shi)：

 ①. 非轉移型離(li)(li)子(zi)弧，鎢(wu)極(ji)接(jie)電源負極(ji)，噴嘴接(jie)電源正極(ji)，等(deng)離(li)(li)子(zi)弧體產(chan)生(sheng)在鎢(wu)極(ji)與噴嘴之間，在離(li)(li)子(zi)氣流(liu)壓送(song)下，弧焰從噴嘴中噴出，形(xing)成等(deng)離(li)(li)子(zi)焰（圖6-7a)

 ②. 轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)移型等離子(zi)弧(hu)，鎢極接電源負極，工(gong)件接電源正極，等離子(zi)弧(hu)體產生(sheng)于鎢極與工(gong)件之間（圖6-7b).轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)移弧(hu)難(nan)以直接形成，必須先引(yin)燃非轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)移弧(hu)，然后才能(neng)過渡到轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)移弧(hu)，金(jin)屬焊接、切(qie)割幾乎都是采用轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)移型弧(hu)，因為轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)移弧(hu)能(neng)把更多的熱量傳(chuan)遞(di)給工(gong)件。

 ③. 聯(lian)合型(xing)等(deng)離(li)子弧，工作(zuo)時非轉移(yi)弧和轉移(yi)弧同時并存，則稱之(zhi)謂聯(lian)合型(xing)等(deng)離(li)子弧。主要(yao)用于微束(shu)等(deng)離(li)子弧焊和粉末堆焊等(deng)方面。

 等(deng)離子(zi)弧焊焊接原理見圖6-8.焊槍中的鎢極處于噴嘴的中心位置，形成電弧等離子體的是氬氣，外層保護氣體可用氬氣，也可用氬氣＋氫氣的混合氣。

 等(deng)(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)弧焊(han)(han)(han)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)分(fen)為手工(gong)焊(han)(han)(han)和(he)(he)(he)自(zi)動焊(han)(han)(han)兩大(da)類(lei)。手工(gong)焊(han)(han)(han)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)由焊(han)(han)(han)接電(dian)(dian)(dian)源(yuan)、焊(han)(han)(han)槍、控制電(dian)(dian)(dian)路、氣路和(he)(he)(he)水路等(deng)(deng)(deng)部分(fen)組成。自(zi)動焊(han)(han)(han)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)則由焊(han)(han)(han)接電(dian)(dian)(dian)源(yuan)、焊(han)(han)(han)槍、焊(han)(han)(han)接小車（或轉動胎(tai)具(ju)）、控制電(dian)(dian)(dian)路、氣路及水路等(deng)(deng)(deng)部分(fen)組成。按照焊(han)(han)(han)接電(dian)(dian)(dian)流(liu)的(de)大(da)小，等(deng)(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)弧焊(han)(han)(han)接設(she)(she)(she)備(bei)(bei)又可分(fen)為大(da)電(dian)(dian)(dian)流(liu)等(deng)(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)弧焊(han)(han)(han)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)和(he)(he)(he)微束等(deng)(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)弧焊(han)(han)(han)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)兩大(da)類(lei)。等(deng)(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)弧焊(han)(han)(han)的(de)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)采用(yong)具(ju)有陡降外特性的(de)直流(liu)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)。

等離子弧焊接(jie)與鎢極氬弧焊相比具有下列特點：

 ①. 電弧(hu)能(neng)(neng)量(liang)集(ji)中且(qie)溫度高，焊(han)(han)接過程中電弧(hu)穩定，焊(han)(han)接速度快。可以縮小焊(han)(han)接接頭(tou)熱(re)影響區且(qie)焊(han)(han)接變形小，還能(neng)(neng)提高焊(han)(han)縫內在和外部(bu)質量(liang)，使(shi)焊(han)(han)接頭(tou)力學性(xing)能(neng)(neng)和耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)能(neng)(neng)均優于(yu)鎢極(ji)氬弧(hu)焊(han)(han)。

 ②. 電(dian)弧呈圓柱形且挺直性好(hao)，弧長(chang)變(bian)化對焊(han)(han)(han)件(jian)表面加熱點的能量密度(du)影(ying)響(xiang)小(xiao)；不會由于弧長(chang)的改變(bian)而影(ying)響(xiang)焊(han)(han)(han)縫成形。等離(li)(li)子弧焊(han)(han)(han)噴(pen)嘴到焊(han)(han)(han)件(jian)之間距離(li)(li)高達6.4mm,弧柱仍不會飄(piao)移。

 ③. 當焊接電流(liu)小到0.1A時，電弧仍能穩(wen)定燃燒，并保持良好(hao)的挺度和方向性。

 ④. 鎢極(ji)縮于噴嘴內，可(ke)減少鎢極(ji)對(dui)焊縫的污(wu)染。

 ⑤. 穿透性等離子(zi)弧焊(han)接時，焊(han)件(jian)不開(kai)坡(po)口，背(bei)面無襯墊，可實現單面焊(han)雙面成形。但此時不適宜手工(gong)操作，靈活性不如手工(gong)鎢極氬(ya)弧焊(han)。

 ⑥. 設備較(jiao)復雜，工藝參數(shu)因素多，匹配要求較(jiao)嚴格，噴(pen)嘴使用(yong)壽命較(jiao)短且氣(qi)體耗量較(jiao)大，只宜在室(shi)內焊(han)接。等離子(zi)弧焊(han)與鎢極氬弧焊(han)一樣，有手工操作和(he)機(ji)械化操作之(zhi)分；也有不加填充(chong)焊(han)絲與加填充(chong)焊(han)絲之(zhi)分。

大電流(liu)等離子弧焊(han)接按焊(han)縫(feng)成形機理，可分為：

 ①. 穿透(tou)型等離子弧(hu)焊

 它(ta)是以(yi)電弧在熔池前穿透工(gong)件形成小(xiao)(xiao)(xiao)孔(kong)，隨著熱源(yuan)移動在小(xiao)(xiao)(xiao)孔(kong)后形成焊(han)道的(de)一種(zhong)焊(han)接方(fang)法，又稱穿孔(kong)焊(han)或鎖孔(kong)焊(han)。在焊(han)接厚為(wei)2.5~8.0mm的(de)奧氏體(ti)型(xing)不銹鋼時，可以(yi)不開坡口(kou)，不留間隙(xi)或留間隙(xi)小(xiao)(xiao)(xiao)于0.5mm,依(yi)靠小(xiao)(xiao)(xiao)孔(kong)效(xiao)應(ying)實現(xian)單面(mian)(mian)焊(han)雙面(mian)(mian)成形。這種(zhong)焊(han)接方(fang)法，目(mu)前只適用于平焊(han)位(wei)置對(dui)接焊(han)。待焊(han)處的(de)正、反兩面(mian)(mian)均通以(yi)保護氣體(ti)，收弧時要(yao)填(tian)滿小(xiao)(xiao)(xiao)孔(kong)。

 ②. 熔透(tou)型等(deng)離子弧焊(han)

 是指這種(zhong)(zhong)等(deng)離(li)子弧(hu)(hu)(hu)在焊(han)接過程(cheng)中只熔(rong)化焊(han)件而不(bu)產(chan)生小孔效應，焊(han)縫(feng)成(cheng)形機(ji)理與(yu)鎢(wu)極氬弧(hu)(hu)(hu)焊(han)類(lei)似。有人又稱(cheng)這種(zhong)(zhong)方(fang)法(fa)(fa)為熔(rong)入式或(huo)熔(rong)融法(fa)(fa)等(deng)離(li)子弧(hu)(hu)(hu)焊(han)。這種(zhong)(zhong)焊(han)接方(fang)法(fa)(fa)主要(yao)用于薄(bo)板(ban)單面焊(han)雙面成(cheng)形的(de)焊(han)縫(feng)或(huo)者厚板(ban)的(de)多層焊(han)。

 大電(dian)流等離(li)子弧(hu)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)時，焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)參數比鎢(wu)極氬弧(hu)焊(han)(han)(han)多，焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)參數除了焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)電(dian)流、電(dian)弧(hu)電(dian)壓外，還(huan)有等離(li)子氣(qi)(qi)流、保護氣(qi)(qi)體的成(cheng)分、氣(qi)(qi)體流量以及(ji)噴嘴形狀和(he)孔徑、長度以及(ji)噴嘴到焊(han)(han)(han)件(jian)距離(li)等。其(qi)中焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)電(dian)流、焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)速度和(he)等離(li)子氣(qi)(qi)體流量的匹(pi)配尤為重要，直(zhi)接(jie)(jie)(jie)影響焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭的成(cheng)形和(he)焊(han)(han)(han)縫(feng)表(biao)面的質量。

 焊(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)流(liu)小(xiao)于30A的熔透(tou)型等(deng)(deng)(deng)離(li)子弧焊(han)(han)稱(cheng)為微束(shu)等(deng)(deng)(deng)離(li)子弧焊(han)(han)。20世(shi)紀(ji)70年代以來，開始用小(xiao)電(dian)(dian)流(liu)等(deng)(deng)(deng)離(li)子弧焊(han)(han)接(jie)超薄壁件(jian)和細(xi)絲(si)鋼件(jian)等(deng)(deng)(deng)，焊(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)流(liu)可(ke)小(xiao)到0.2A,焊(han)(han)接(jie)奧氏體型不銹鋼件(jian)最薄的厚度可(ke)達0.01mm.微束(shu)等(deng)(deng)(deng)離(li)子弧焊(han)(han)接(jie)的特點是通過電(dian)(dian)弧的壓縮，導電(dian)(dian)弧柱集中為一條細(xi)線，雖然焊(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)流(liu)很小(xiao)，電(dian)(dian)弧仍十分穩定(ding)，熔池(chi)很小(xiao)，熱(re)影響(xiang)區(qu)很窄，它不利(li)用小(xiao)孔效應，就能(neng)夠對(dui)超薄件(jian)實現快速(su)焊(han)(han)接(jie)。微束(shu)等(deng)(deng)(deng)離(li)子弧焊(han)(han)接(jie)可(ke)以采用手工操作，但(dan)為了保證焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭的質量，應盡(jin)可(ke)能(neng)地采用機械操作。

 為(wei)了使焊(han)(han)接薄(bo)(bo)壁件及超薄(bo)(bo)壁件的質量(liang)更有保證，目前(qian)發(fa)展到采(cai)用脈沖等(deng)離(li)子(zi)弧焊(han)(han)接。它與前面所述的脈(mo)沖氣體保護焊(han)一樣，可以調節(jie)基值電(dian)流、脈(mo)沖電(dian)流、脈(mo)沖寬(kuan)度和頻率等(deng)工藝參數。