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。

等離子弧是(shi)通過以下(xia)三種壓縮作用(yong)獲(huo)得的：

 ①. 機(ji)械壓縮(suo)，它(ta)利用水冷噴嘴孔道限(xian)制弧柱直徑，來提(ti)高弧柱的(de)能量密度(du)(du)和溫度(du)(du)。

 ②. 熱(re)收縮(suo)，由(you)于水冷噴(pen)嘴溫度(du)較(jiao)低，從而(er)在噴(pen)嘴內(nei)壁建立起(qi)一層冷氣膜，迫使弧(hu)柱(zhu)導電斷(duan)面進一步(bu)減小，電流密度(du)進一步(bu)提高，弧(hu)柱(zhu)這種收縮(suo)謂之“熱(re)收縮(suo)”，也(ye)可叫做“熱(re)壓(ya)縮(suo)”。

 ③. 磁收縮(suo)(suo)(suo)，弧(hu)(hu)柱電流本身產生的磁場對弧(hu)(hu)柱有(you)壓縮(suo)(suo)(suo)作用(yong)(yong)（即(ji)磁收縮(suo)(suo)(suo)效應）。電流密度愈，磁收縮(suo)(suo)(suo)作用(yong)(yong)愈強。

按(an)電源聯(lian)接方式，等離子弧(hu)有非轉(zhuan)移(yi)(yi)型、轉(zhuan)移(yi)(yi)型和聯(lian)合型三種形式：

 ①. 非(fei)轉移型離(li)子(zi)弧(hu)，鎢(wu)極(ji)接(jie)電源負極(ji)，噴嘴(zui)(zui)接(jie)電源正極(ji)，等離(li)子(zi)弧(hu)體產生在(zai)鎢(wu)極(ji)與噴嘴(zui)(zui)之間，在(zai)離(li)子(zi)氣(qi)流壓送下(xia)，弧(hu)焰從噴嘴(zui)(zui)中噴出(chu)，形成(cheng)等離(li)子(zi)焰（圖6-7a)

 ②. 轉(zhuan)移(yi)型(xing)等(deng)離子弧，鎢(wu)極接(jie)電源負(fu)極，工件接(jie)電源正極，等(deng)離子弧體產生于鎢(wu)極與(yu)工件之(zhi)間（圖6-7b).轉(zhuan)移(yi)弧難(nan)以(yi)直接(jie)形成(cheng)，必須先引燃非(fei)轉(zhuan)移(yi)弧，然后才能過渡(du)到轉(zhuan)移(yi)弧，金(jin)屬焊接(jie)、切割幾乎都是采用轉(zhuan)移(yi)型(xing)弧，因為轉(zhuan)移(yi)弧能把(ba)更多的熱量(liang)傳遞給工件。

 ③. 聯(lian)合(he)型等(deng)離(li)子(zi)弧(hu)，工作時非轉移弧(hu)和轉移弧(hu)同時并存，則稱之謂聯(lian)合(he)型等(deng)離(li)子(zi)弧(hu)。主要用于微束等(deng)離(li)子(zi)弧(hu)焊和粉末堆焊等(deng)方(fang)面。

 等離子弧焊焊接原理見圖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。

 等離子(zi)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)設備(bei)(bei)分(fen)為(wei)手工焊(han)(han)(han)(han)和(he)自動焊(han)(han)(han)(han)兩大(da)類(lei)。手工焊(han)(han)(han)(han)設備(bei)(bei)由焊(han)(han)(han)(han)接電(dian)源(yuan)(yuan)、焊(han)(han)(han)(han)槍、控(kong)制電(dian)路(lu)(lu)、氣(qi)路(lu)(lu)和(he)水路(lu)(lu)等部(bu)分(fen)組(zu)成。自動焊(han)(han)(han)(han)設備(bei)(bei)則由焊(han)(han)(han)(han)接電(dian)源(yuan)(yuan)、焊(han)(han)(han)(han)槍、焊(han)(han)(han)(han)接小車（或轉動胎具）、控(kong)制電(dian)路(lu)(lu)、氣(qi)路(lu)(lu)及水路(lu)(lu)等部(bu)分(fen)組(zu)成。按照焊(han)(han)(han)(han)接電(dian)流的大(da)小，等離子(zi)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)接設備(bei)(bei)又可分(fen)為(wei)大(da)電(dian)流等離子(zi)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)設備(bei)(bei)和(he)微束(shu)等離子(zi)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)設備(bei)(bei)兩大(da)類(lei)。等離子(zi)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)的電(dian)源(yuan)(yuan)采用具有陡降外特性的直流電(dian)源(yuan)(yuan)。

等離子弧焊接與鎢極氬弧焊相(xiang)比具有下列特點(dian)：

 ①. 電(dian)弧(hu)能(neng)(neng)量(liang)集中且溫度高，焊(han)(han)(han)接過(guo)程中電(dian)弧(hu)穩定，焊(han)(han)(han)接速度快。可以縮小(xiao)焊(han)(han)(han)接接頭(tou)熱影響(xiang)區且焊(han)(han)(han)接變形小(xiao)，還能(neng)(neng)提高焊(han)(han)(han)縫(feng)內在和(he)外部質量(liang)，使焊(han)(han)(han)接頭(tou)力學性能(neng)(neng)和(he)耐(nai)腐蝕性能(neng)(neng)均優于鎢極氬弧(hu)焊(han)(han)(han)。

 ②. 電弧呈圓柱形(xing)且挺直(zhi)性好，弧長變化對焊(han)件表(biao)面加熱(re)點的能量密度(du)影響(xiang)小(xiao)；不(bu)會由(you)于弧長的改變而影響(xiang)焊(han)縫成形(xing)。等離子弧焊(han)噴嘴(zui)到焊(han)件之間(jian)距(ju)離高(gao)達(da)6.4mm,弧柱仍不(bu)會飄移。

 ③. 當(dang)焊接電(dian)(dian)流小到(dao)0.1A時，電(dian)(dian)弧(hu)仍能穩定燃燒，并保(bao)持良(liang)好(hao)的挺度(du)和方向性。

 ④. 鎢極縮于噴嘴內，可減少(shao)鎢極對(dui)焊縫(feng)的污染。

 ⑤. 穿透性等離子弧焊接時，焊件不開(kai)坡(po)口，背面(mian)無(wu)襯墊，可實現單面(mian)焊雙(shuang)面(mian)成形。但此時不適(shi)宜手(shou)工操作(zuo)，靈活性不如手(shou)工鎢極氬弧焊。

 ⑥. 設備(bei)較(jiao)復雜，工藝參數因素多(duo)，匹(pi)配要(yao)求較(jiao)嚴(yan)格，噴嘴使用壽(shou)命較(jiao)短且氣體耗量較(jiao)大(da)，只宜在(zai)室內焊(han)接。等(deng)離子弧焊(han)與鎢(wu)極氬弧焊(han)一樣(yang)，有手(shou)工操作和機械化(hua)操作之分(fen)；也有不加(jia)填充焊(han)絲與加(jia)填充焊(han)絲之分(fen)。

大電流等離子弧焊(han)接按焊(han)縫成(cheng)形(xing)機理，可分為：

 ①. 穿(chuan)透型等離子(zi)弧焊(han)

 它是以電(dian)弧在熔池前穿透工件(jian)形(xing)(xing)成小(xiao)孔(kong)，隨(sui)著熱源(yuan)移動在小(xiao)孔(kong)后形(xing)(xing)成焊道的(de)一種焊接(jie)方法(fa)，又稱穿孔(kong)焊或(huo)鎖孔(kong)焊。在焊接(jie)厚為2.5~8.0mm的(de)奧(ao)氏體(ti)型(xing)不銹(xiu)鋼時(shi)，可(ke)以不開(kai)坡口，不留間隙(xi)或(huo)留間隙(xi)小(xiao)于0.5mm,依靠小(xiao)孔(kong)效應(ying)實現(xian)單面焊雙面成形(xing)(xing)。這種焊接(jie)方法(fa)，目前只適(shi)用于平焊位置對接(jie)焊。待焊處(chu)的(de)正、反兩(liang)面均(jun)通以保護(hu)氣(qi)體(ti)，收(shou)弧時(shi)要填滿小(xiao)孔(kong)。

 ②. 熔(rong)透型等離子弧焊

 是指這種等離(li)子弧在焊(han)(han)接過程中只熔化焊(han)(han)件而不(bu)產生小孔效應(ying)，焊(han)(han)縫成(cheng)形(xing)機(ji)理與鎢極氬弧焊(han)(han)類似(si)。有人(ren)又稱這種方法(fa)為(wei)熔入式(shi)或熔融法(fa)等離(li)子弧焊(han)(han)。這種焊(han)(han)接方法(fa)主要用于(yu)薄板單面焊(han)(han)雙(shuang)面成(cheng)形(xing)的(de)焊(han)(han)縫或者厚板的(de)多層焊(han)(han)。

 大電流(liu)等離(li)子(zi)弧(hu)(hu)焊接(jie)時(shi)，焊接(jie)參(can)數比鎢極氬弧(hu)(hu)焊多，焊接(jie)參(can)數除了焊接(jie)電流(liu)、電弧(hu)(hu)電壓外，還有等離(li)子(zi)氣流(liu)、保護氣體(ti)的成(cheng)分、氣體(ti)流(liu)量以及(ji)噴嘴(zui)形狀和孔徑、長(chang)度以及(ji)噴嘴(zui)到焊件距離(li)等。其(qi)中(zhong)焊接(jie)電流(liu)、焊接(jie)速度和等離(li)子(zi)氣體(ti)流(liu)量的匹配尤為(wei)重要，直接(jie)影響焊接(jie)接(jie)頭的成(cheng)形和焊縫表面(mian)的質量。

 焊(han)(han)接(jie)電(dian)流小于30A的(de)熔透型等(deng)(deng)(deng)離子(zi)(zi)(zi)(zi)弧(hu)焊(han)(han)稱為(wei)(wei)(wei)微束(shu)等(deng)(deng)(deng)離子(zi)(zi)(zi)(zi)弧(hu)焊(han)(han)。20世紀70年代以(yi)來，開始用(yong)小電(dian)流等(deng)(deng)(deng)離子(zi)(zi)(zi)(zi)弧(hu)焊(han)(han)接(jie)超薄(bo)(bo)壁件(jian)和細(xi)(xi)絲(si)鋼(gang)件(jian)等(deng)(deng)(deng)，焊(han)(han)接(jie)電(dian)流可(ke)(ke)小到0.2A,焊(han)(han)接(jie)奧氏體型不銹(xiu)鋼(gang)件(jian)最薄(bo)(bo)的(de)厚度可(ke)(ke)達0.01mm.微束(shu)等(deng)(deng)(deng)離子(zi)(zi)(zi)(zi)弧(hu)焊(han)(han)接(jie)的(de)特(te)點是通過電(dian)弧(hu)的(de)壓(ya)縮，導電(dian)弧(hu)柱集中(zhong)為(wei)(wei)(wei)一條細(xi)(xi)線，雖然焊(han)(han)接(jie)電(dian)流很小，電(dian)弧(hu)仍(reng)十分(fen)穩定，熔池很小，熱影響區很窄，它不利用(yong)小孔(kong)效應，就能夠對超薄(bo)(bo)件(jian)實現快(kuai)速焊(han)(han)接(jie)。微束(shu)等(deng)(deng)(deng)離子(zi)(zi)(zi)(zi)弧(hu)焊(han)(han)接(jie)可(ke)(ke)以(yi)采用(yong)手工操(cao)作，但為(wei)(wei)(wei)了保證焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)質(zhi)量，應盡可(ke)(ke)能地(di)采用(yong)機械操(cao)作。

 為了使焊接薄(bo)壁(bi)件及超薄(bo)壁(bi)件的質量更(geng)有(you)保證(zheng)，目前發展(zhan)到采用脈沖等離子弧焊接。它與前(qian)面所(suo)述的脈沖(chong)氣體保護焊一樣，可以調節基值電流(liu)、脈沖(chong)電流(liu)、脈沖(chong)寬度和頻率等工(gong)藝參數。