第6单元等离子弧焊接与切割ppt课件.ppt

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1、第六单元等离子弧焊接与切割学习目标：通过本单元的学习，要使学生明确等离子弧焊接与切割的基础知识；掌握等离子弧的形成、特性及应用；熟悉等离子弧焊接与切割的特点、工艺及设备；并对等离子弧堆焊与喷涂有一定的了解。综合知识模块一等离子弧的形成及其特性1．等离子弧借助水冷铜喷嘴的外部拘束作用，使弧柱的横截面受到限制而不能自由扩大时，就可使电弧的温度、能量密度和等离子体流速都显著增大。这种用外部拘束作用使弧柱受到压缩的电弧就是通常所称的等离子弧。等离子弧是电弧的一种特殊形式，是自由电弧被压缩后形成的。从本质上讲，它仍然是一种气体放电的导电现象。能

2、力知识点一等离子弧的形成2．等离子弧形成原理目前广泛采用的压缩电弧的方法是将钨极缩入喷嘴内部，并且在水冷喷嘴中通以一定压力和流量的离子气，强迫电弧通过喷嘴孔道，以形成高温、高能量密度的等离子弧。此时电弧受到下述三种压缩作用：（1）机械压缩效应（2）热收缩效应（3）电磁收缩效应在上述三种压缩效应中，喷嘴孔径的机械压缩效应是形成等离子弧的前提；热收缩效应则是电弧被压缩的最主要的原因；电磁收缩效应是必然存在的，它对电弧的压缩也起到一定作用。能力知识点二离子弧的特性1．温度高、能量密度大普通钨极氩弧的最高温度为10000K～24000K，能量密度

3、在104w／cm2以下。等离子弧的最高温度可达24000～50000K，能量密度可达105～108w／cm2，且稳定性好。等离子弧和钨极氩弧的温度比较如图6-2所示，图中左半部为钨极氩弧，右半部为等离子弧。图6-2等离子弧和钨极氩弧的温度分布等离子弧由于弧柱被压缩，横截面减小，弧柱电场强度明显提高，因此等离子弧的最大压降是在弧柱区，加热金属时利用的主要是弧柱区的热功率，即利用弧柱等离子体的热能。所以说，等离子弧几乎在整个弧长上都具有高温。这一点和钨极氩弧是明显不同的。2．等离子弧的能量分布均衡3．等离子弧的挺度好、冲力大钨极氩弧的形状一般

4、为圆锥形，扩散角在45°左右；经过压缩后的等离子弧，其形态近似于圆柱形，电弧扩散角很小，约为5°左右，因此挺度和指向性明显提高。等离子弧和钨极氩弧的扩散角比较如图6-3所示。图6-3等离子弧和钨极氩弧的扩散角外界气流和磁场对等离子弧的影响较小，不易发生电弧偏吹和漂移现象。由于弧柱的横截面受到限制，等离子弧的电场强度增大，电弧电压明显提高，U形静特性曲线上移且其平直区域明显减小，如图6-4所示。图6-4等离子弧的静特性4．等离子弧的稳定性好能力知识点三等离子弧的类型及应用等离子弧按电源的供电方式不同可分为非转移型、转移型及混合型等离子弧三

5、种类型，如图6-5所示，特殊情况下还将形成双弧现象。图6-5等离子弧的类型a)非转移型b）转移型c）混合型1.非转移型等离子弧钨极接电源的负极，喷嘴接电源的正极，工件不接电源，电弧是在钨极与喷嘴孔壁之间燃烧的，在离子气流的作用下电弧从喷嘴孔喷出，电弧受到压缩而形成等离子弧，一般将这种等离子弧称为等离子焰，如图6－5a）所示。2．转移型等离子弧钨极接电源的负极、工件接电源的正极，等离子弧燃烧于钨极与工件之间，如图6-5b）所示。4．双弧现象在使用转移型等离子弧进行焊接或切割过程中，当等离子弧被过度压缩，冷却不够时，就会在钨极和喷嘴及喷嘴和工

6、件之间产生与主弧并列的电弧，这种现象称为等离子弧的双弧现象，如图所示。在等离子弧焊接或切割过程中，一旦产生双弧，就会减小主弧电流，破坏等离子弧的稳定性，严重时还会烧烧毁喷嘴，使焊接或切割工作无法进行。3．混合型等离子弧在工作过程中非转移型弧和转移型弧同时存在，则称之为混合型（或联合型）等离子弧，如图6－5c）所示。双弧现象等离子弧不同的类型及应用类型特　　　　点应　　　用转移型电弧温度较高常用于金属的焊接、堆焊与切割非转移型电弧温度较低喷涂、非金属的焊接与切割混合型小电流下的电弧稳定性好多用于微束等离子弧（<30A）焊接综合知识模块二等

7、离子弧焊按焊缝成形原理，等离子弧焊有下列三种基本方法：穿孔型等离子弧焊；熔透型等离子弧焊；微束等离子弧焊。此外，还有一些派生类型，如脉冲等离子弧焊、交流等离子弧焊等。能力知识点一等离子弧焊的基本方法及应用穿孔型等离子弧焊又称穿透型焊接法。该方法是利用等离子弧直径小、温度高、能量密度大、穿透力强的特点，在适当的工艺参数条件下实现的，如图所示。穿孔型等离子弧焊1．穿孔型等离子弧焊焊接时小孔的照片熔透型等离子弧焊又称熔入型焊接法，它是采用较小的焊接电流（30～100A）和较低的离子气流量，采用混合型等离子弧焊接的方法。液态金属熔池在弧柱的下面，

8、靠熔池金属的热传导作用熔透母材，实现焊接。2．熔透型等离子弧焊熔透型等离子弧焊示意图熔透型等离子弧焊基本焊法与钨极氩孤焊相似。焊接时可加填充金属，也可不加填充金属。焊接电流在30A以下的等离子