焊接方法与设备-高能束焊摘要

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1、高能束焊接等离子弧焊接电子束焊激光焊2021/10/41焊接热源的最小加热面积、最大功率密度和温度热源最小加热面积/cm2最大功率密度/Wcm-2温度乙炔火焰10-22×1033200℃金属极电弧10-31046000KTIG10-31.5×1048000K埋弧焊10-32×1046400K电渣焊10-31042000KMIG10-4104~105CO2焊等离子10-51.5×10518000K电子束10-7107~109激光10-82021/10/42等离子弧焊接定义：借助水冷喷嘴对电弧的拘束作用，获得高能量密度的等离子弧进行焊接的方法（PAW）。2021/10/43等离子弧焊接

2、2021/10/44第一节等离子弧的形成及特性-------------等离子弧的形成等离子弧定义：通过外部拘束使自由电弧的弧柱被强烈压缩所形成的电弧。2021/10/45第一节等离子弧的形成及特性-------------等离子弧的形成自由电弧2021/10/46第一节等离子弧的形成及特性-----------------等离子弧的形成电极等离子气保护气拘束喷嘴气室保护气喷嘴工件小孔焊缝金属焊接方向拘束电弧压缩电弧2021/10/47第一节等离子弧的形成及特性-----------------等离子弧的形成2021/10/48第一节等离子弧的形成及特性-------------等

3、离子弧的形成三种压缩机制：机械（前提）：利用水冷喷嘴孔道限制弧柱直径，来提高弧柱的能量密度和温度。热（主要原因）：由于水冷喷嘴温度较低，从而在喷嘴内壁建立起一层冷气膜，迫使弧柱导电断面进一步减小，电流密度进一步提高。弧柱这种收缩谓之“热收缩”，也可称为“热压缩”。电磁（必然存在）：弧柱电流本身产生的磁场对弧柱有压缩作用(即磁收缩效应)，电流密度越大，磁收缩作用越强。2021/10/49第一节等离子弧的形成及特性-------------等离子弧的类型按电源连接方式分为非转移型、转移型和联合型。焊接中最常用的类型？2021/10/410第一节等离子弧的形成及特性-----------

4、--等离子弧的形成等离子弧的影响因素电流喷嘴孔径尺寸等离子气种类及流量（H2、N2、Ar）2021/10/411第一节等离子弧的形成及特性-------------等离子弧的特性2021/10/412第一节等离子弧的形成及特性-------------等离子弧的特性TIG:10000-24000K104w/cm2PAW:24000-50000K105w/cm22021/10/413第一节等离子弧的形成及特性-------------等离子弧的特性TIG:斑点热量是焊接的主导能量弧柱的传导辐射对于焊接是次要能量PAW:弧柱高速高温等离子体通过接触传导与辐射可能成为焊接的主要能量斑点热

5、量降为次要能量2021/10/414第一节等离子弧的形成及特性-------------等离子弧的特性挺度好、冲击力大面积变化20%2021/10/415第一节等离子弧的形成及特性-----------等离子弧的基本方法(1)小孔型等离子弧小孔型焊又称鼻孔、锁孔或穿透焊，它是利用等离子能量密度大和等离子流力大的特点，将工件安全熔透并产生一个贯穿工件的小孔。被熔化的金属在电弧吹力、液体金属重力与表面张力相互作用下保持平衡。焊枪前进时，小孔在电弧后方锁闭，形成完全焊透的焊缝。按焊缝成形原理分，等离子弧焊有三种基本方法：小孔型等离子弧焊、熔透型等离子弧焊和微速等离子弧焊。2021/10/

6、416第一节等离子弧的形成及特性-----------等离子弧的基本方法(2)熔透型等离子弧焊当离子气流量较小、弧柱压缩强度较弱时，这种等离子弧在焊接过程中只熔化工件而不产生小孔效应。焊缝成形原理和钨氩弧焊相似。其主要用于薄板单面焊双面成形及厚板的多层焊。(3)微束等离子弧焊30A以下熔透型焊接通常称为微束等离子弧焊。采用小孔径压缩喷嘴(Φ0．6～Φ1．2mm)及联合型弧。它又称针状等离子弧。焊接电流小至1A以下仍有较好的稳定性。2021/10/417第一节等离子弧的形成及特性-----------等离子弧的适用范围等离子弧焊与钨极氩弧焊一样，可手工焊也可自动焊，可填加焊丝或不填加

7、焊丝。等离子焊可以焊接碳钢、不锈钢、铜合金、镍合金以及钛合金等。不开坡口对接能一次焊透的厚度，见表。2021/10/418第一节等离子弧的形成及特性-------------双弧现象及防止在采用转移弧时，由于某些原因，有时除了在钨极和工件之间燃烧的等离子弧外，还会另外产生一个在钨极－喷嘴－工件之间燃烧的串列电弧，这种现象谓之双弧2021/10/419第一节等离子弧的形成及特性-------------双弧现象及防止危害：破坏稳定性、破坏接头质量降低功率、影响穿透力危害