等离子弧焊

04月

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原理：
等离子弧是利用等离子枪将阴极（如钨极）和阳极之间的自由电弧压缩成高温、高电离度及高能量密度的电弧。等离子枪的作用有些像消防水管前端的喷头，如没有这个喷头，喷出的水流速低，扬程小，加上喷头便极大地增大水的流速与扬程。等离子弧可用于焊接、喷涂、堆焊和切割。
等离子弧焊是指利用等离子弧高能量密度束流作为焊接热源的熔焊方法。等离子弧焊接具有能量集中、生产率高、焊接速度快、应力变形小、电孤稳定且适宜焊接薄板和箱材等特点，特别适合于各种难熔、易氧化及热敏感性强的金属材料(如钨、钼、铜、镍、钛等) 的焊接。
等离子弧按电源的供电方式分为非转移型、转移型、联合型三种形式。按焊缝成形原理，等离子弧有两种基本焊接方法：穿透型（小孔型）等离子弧焊及熔透型等离子弧焊，其中30A以下的熔透型等离子弧焊又称为微束等离子焊。
特点：
①微束等离子弧焊可以焊接箔材和薄板。
②具有小孔效应，能较好实现单面焊双面自由成形。
③等离子弧能量密度大，弧柱温度高，穿透能力强，实现10～12mm厚度钢材不开坡口焊接，能一次焊透双面成形，焊接速度快，生产率高，应力变形小。
④设备比较复杂，气体耗量大，组对间隙、对工件的洁净要求严格，只宜于室内焊接。
焊接设备：
主要由电源、控制系统（自动焊另加焊接程序控制箱及焊接小车）、气路系统（离子气和保护气）、焊枪、焊枪冷却水循环系统构成。
（1）电源：
等离子弧供电的电源应具有陡降或垂降性，电源最好具有电流递增及电流衰减功能，以满足起弧及收弧的工艺要求，常用的电源有直流电源、直流脉冲电源、交流变极性电源。
常见焊机样式：

以图2汉神LHM8-16焊机为例，该焊机适合于对厚度为 0.05～5mm 的低合金钢、不锈钢、可伐合金、蒙耐尔合金、其他镍合金、钛及其合金、铜及其合金等多种金属材料的工件进行精密焊接。使用脉冲规范进行薄板焊接及全位置焊接可以很容易地对溶池进行控制和获得优质焊缝。在焊接厚度为 0.1mm 以下的薄板时仍有良好的稳定性。
（2）控制系统：
手工等离子弧焊机的控制系统比较简单，只要能保证先通离子气和保护气，然后引弧即可。自动化等离子弧焊机控制系统通常由高频发生器，小车行走。填充焊口逆进拖动电路及程控电路组成。程控电路应能满足提前送气、高频引弧和转弧、离子气递增、延迟行走、电流和气流衰减熄弧。延迟停气等控制要求。
（3）气路系统：
等离子弧焊机供气系统应能分别供给可调节离子气、保护气、背面保护气。为保证引弧和熄弧处的焊接质量，离子气可分两路供给，其中一路可经气阀放空，以实现离子气流衰减控制。采用氩气与氢气的混合气体作等离子气时，气路中最好设有专门的引弧气路，以降低对电源空载电压的要求。
现多采用瓶装的高压气体作为供气气源。高压气源出口接减压流量计，将减压后的气体经气管输送到焊枪，调节流量计的旋钮可控制气流量的大小。减压流量计采用医用氧气减压流量计即可。
（4）焊枪冷却水循环系统：
由于等离子弧的温度在10000摄氏度以上，为了防止烧坏喷嘴并增加对电弧的压缩作用，必须对电极及喷嘴进行有效地水冷却。冷却水的流量不得小于3L/min,水压不小于0.15~0.20MPa。水路中应设有水压开关，在水压达不到要求时，切断供电回路。
（5）焊枪：
等离子焊枪它是等离子弧焊设备中的关键部分（又称为等离子弧发生器），对等离子弧的性能及焊接过程稳定性起着决定性作用。焊枪结构设计由上枪体、下枪体、压缩喷嘴、中间绝缘体及冷却套组成，其中最关键的部件为喷嘴及电极。