等離子弧焊(han)接(jie)是借(jie)助(zhu)于水冷噴嘴對電弧的(de)拘束作用,從而獲得較高能量密度的(de)等離子弧進行焊(han)接(jie)的(de)方法(fa)。


 等離子弧焊(han)鎢極氬弧焊相比具有下列特點:


   1. 電弧能(neng)量集中(zhong)且(qie)溫度高,焊(han)接(jie)過程中(zhong)電弧穩定,焊(han)接(jie)速(su)度快。可以縮(suo)小焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)熱(re)影響區且(qie)焊(han)接(jie)變形小,還能(neng)提高焊(han)縫內在和外(wai)部(bu)質量,使焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)力學性能(neng)和耐蝕(shi)性均優于鎢(wu)極氬(ya)弧焊(han)。


   2. 電弧(hu)呈圓柱形且挺(ting)直性好,弧(hu)長變(bian)化對焊(han)件表面(mian)加熱點的(de)能量密度(du)影(ying)響小,不(bu)(bu)會(hui)由于(yu)弧(hu)長的(de)改變(bian)而(er)影(ying)響焊(han)縫成形。等離子弧(hu)焊(han)噴嘴到(dao)焊(han)件之間距(ju)離高達(da)6.4mm,弧(hu)柱仍不(bu)(bu)會(hui)飄移。


   3. 當焊接電流(liu)減(jian)小(xiao)到(dao)0.1A時,電弧(hu)仍(reng)能穩定燃燒,并保持良好的(de)挺度和方向性。


   4. 鎢極縮于噴(pen)嘴內,可減少鎢極對焊(han)縫的污染(ran)。


   5. 穿透性(xing)等離子弧焊(han)(han)接時,焊(han)(han)件(jian)不開坡口,背面(mian)(mian)無襯墊,可(ke)實現單面(mian)(mian)焊(han)(han)雙面(mian)(mian)成形。但此時不適宜手工(gong)操作,靈活性(xing)不如手工(gong)鎢極氬弧焊(han)(han)。


   6. 設(she)備較(jiao)復雜,工藝參數多,匹配要求較(jiao)嚴(yan)格,噴嘴使用壽命較(jiao)短且(qie)氣體耗(hao)量較(jiao)大(da),只宜在室內焊(han)接。


  等離子弧(hu)焊與鎢極氬弧(hu)焊一樣,有手工操作(zuo)(zuo)和機械操作(zuo)(zuo)之(zhi)(zhi)分;也有不加填充焊絲(si)與加填充焊絲(si)之(zhi)(zhi)分。



 等離子(zi)弧焊(han)接按焊(han)縫成形機理,可分為:


1. 大(da)電流(liu)等離(li)子弧焊接


 大(da)電(dian)流等(deng)離子(zi)弧(hu)焊接(jie)分穿(chuan)透(tou)型和熔透(tou)型兩種方法(fa):


  a. 穿(chuan)透型等離子弧(hu)焊 


    它是以電弧(hu)在(zai)熔池前穿(chuan)透工件(jian)形成小(xiao)孔(kong)(kong),隨著熱源移動在(zai)小(xiao)孔(kong)(kong)后形成焊(han)道(dao)的一種(zhong)焊(han)接方法,又稱(cheng)穿(chuan)孔(kong)(kong)焊(han)或鎖(suo)孔(kong)(kong)焊(han)。


    在(zai)焊(han)(han)接厚度大于2.0mm以(yi)(yi)上的(de)(de)奧(ao)氏體型(xing)不(bu)銹鋼(gang)焊(han)(han)件(jian)(jian)時,利(li)用高溫(wen)等(deng)離子弧將焊(han)(han)件(jian)(jian)待(dai)焊(han)(han)處加熱熔化至燒穿,如果焊(han)(han)接參數調節適當,可(ke)以(yi)(yi)穿透(tou)工件(jian)(jian)形成小孔。此小孔面積較小,熔化金屬靠表面張力(li)托住而不(bu)至于從小孔中跌落,這(zhe)就是等(deng)離子弧焊(han)(han)接小孔效應。在(zai)焊(han)(han)接厚2.5~8.0mm的(de)(de)奧(ao)氏體型(xing)不(bu)銹鋼(gang)板(ban)時,可(ke)以(yi)(yi)不(bu)開(kai)坡口(kou),不(bu)留間隙(xi)(xi)或留間隙(xi)(xi)小于0.5mm,依(yi)靠小孔效應實現單面焊(han)(han)雙面成形。這(zhe)種焊(han)(han)接方法,目前(qian)只適用平(ping)焊(han)(han)位置(zhi)對接焊(han)(han)。待(dai)焊(han)(han)處的(de)(de)正、反面均通(tong)保護氣體,收弧時要填滿小孔。填滿小孔主(zhu)要靠焊(han)(han)接電流和(he)(he)離子流氣流同時衰(shuai)減(jian)或先后衰(shuai)減(jian),才能消除(chu)弧坑和(he)(he)下(xia)凹坑。


  b. 熔透型(xing)等(deng)離子弧焊 


    這(zhe)(zhe)種(zhong)等(deng)(deng)離(li)子弧在(zai)焊(han)接過程中只熔化焊(han)件而(er)不產(chan)生小(xiao)孔(kong)效應,焊(han)縫成形機理與(yu)鎢極氬弧焊(han)類似。有人稱(cheng)這(zhe)(zhe)種(zhong)方法為熔入式或熔融(rong)式等(deng)(deng)離(li)子弧焊(han)。


    這種(zhong)焊(han)接方(fang)法主要用于薄(bo)板單面焊(han)雙面成(cheng)形的焊(han)縫或者厚板多層(ceng)焊(han)。


  大電(dian)流(liu)等離(li)(li)子弧(hu)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)時(shi),焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)參數比鎢極氬弧(hu)焊(han)(han)(han)多,焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)參數除了(le)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)流(liu)、電(dian)弧(hu)電(dian)壓外(wai),還有等離(li)(li)子氣(qi)流(liu)、保護氣(qi)體(ti)(ti)的(de)成分、氣(qi)體(ti)(ti)流(liu)量以及(ji)噴(pen)嘴形(xing)(xing)狀(zhuang)和(he)孔(kong)徑、長度以及(ji)噴(pen)嘴到焊(han)(han)(han)件距離(li)(li)等。其中(zhong),焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)流(liu)、焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)速度和(he)等離(li)(li)子氣(qi)體(ti)(ti)流(liu)量的(de)匹配尤為重要,直接(jie)(jie)影響焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)成形(xing)(xing)和(he)焊(han)(han)(han)縫(feng)表(biao)面的(de)質量。


  表3-40、表3-41為穿透型和熔透型等離子弧焊接奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼的焊接參數。




2. 微束等(deng)離子(zi)弧(hu)焊接(jie)及(ji)脈(mo)沖(chong)等(deng)離子(zi)弧(hu)焊接(jie)


   焊接電流小于30A的熔透型等離子弧焊稱為微束等離子弧焊。從20世紀70年代開始用小電流等離子弧焊接超薄壁件和細絲鋼等,焊接電流可小到0.2A,焊接奧氏體型不銹(xiu)鋼(gang)件最薄的厚度為0.01mm。微束等離子弧焊接的特點是通過電弧的壓縮,導致電弧柱集中為一條細線,雖然焊接電流很小,電弧仍十分穩定,熔池很小,熱影響區很窄,它不利用小孔效應,就能夠對超薄件實現快速焊接。


  與大電流等離子弧焊一樣,微束等離子電弧也是靠水冷式焊槍(即等離子弧發生器)產生的。焊槍是關鍵部件,電極和噴嘴的孔都很細小,所用離子氣流較小,一般均用純氬。焊接奧氏體型不銹鋼時,保護氣體有氬加氫[φ(H2)=2%~8%]的混合氣體,這對防止金屬的氧化有很好的效果,同時也提高熱效率,并使弧柱收縮得更細。


  微(wei)束(shu)(shu)等離(li)子(zi)(zi)弧焊接(jie)可(ke)以采(cai)用手(shou)工操作(zuo),但為(wei)(wei)了保證焊接(jie)接(jie)的質量,應盡可(ke)能(neng)地采(cai)用機械操作(zuo)。厚度小于0.8mm的焊接(jie)接(jie)頭設計與(yu)裝配(pei)要求如圖3-46所(suo)示(shi)和見表(biao)3-43。表(biao)3-44為(wei)(wei)微(wei)束(shu)(shu)等離(li)子(zi)(zi)弧焊接(jie)奧氏體型(xing)不銹鋼的焊接(jie)參(can)數,僅供參(can)考(kao)。

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  為了使焊(han)接薄壁件及超薄壁件的(de)質(zhi)量更有保(bao)證,目前發展(zhan)到采用脈沖等離子(zi)弧(hu)焊(han)接。它與前面所述的(de)脈沖氣體保(bao)護焊(han)一樣,可以調節基值電流、脈沖電流、脈沖寬度和頻率等焊(han)接參數。