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1、18电焊机,Vol.30,2000(5)研究与设计等离子弧及新型IGBT微束等离子焊接设备PlasmaArcandNewIGBTMicroPlasmaArcWelder成都电焊机研究所(四川610051)支楠薛奋郑环环ChengduElectricWeldingMachineResearchInstituteZHINanetal[摘要]介绍了等离子弧及新型IGBT微束等离子焊接设备。关键词:等离子弧;微束等离子;焊接设备中图分类号:TG4395文献标识码:A文章编号:1001-2303(2000)05-0018-04[Abstract
2、]PlasmaarcandnewIGBTmicroplasmaarcwelderareintroducedinthispaper.Keywords:plasmaarc;microplasma;welder1概述机械压缩作用,(2)热压缩作用,(3)电磁压缩作用。11等离子弧的产生12等离子弧的特点及应用一般的焊接电弧在电极(包括熔化极和不熔化等离子弧的能量高度集中,温度高,弧态近似于极)和工件之间燃烧,其导电断面可以自由扩展,不圆柱形,挺度好,气流可达很高的速度,可以使用各受约束,这种电弧称为自由电弧,其能量密度较低。种工作介质,其功率及各种特性都有很大的调
3、节范但如果将它通过一种特制的喷嘴,使其导电断面不围。由于这些特点,等离子弧的实际应用范围很广,能自由扩展,则弧柱电场强度升高,电离度明显增在切割及喷涂工艺中,需要焰流速度高,冲力大,特大,温度和能量密度都大幅度提高。这种电弧称为别是在切割时,熔化金属的排除全靠气流的冲力,通等离子弧,又称压缩电弧[1]。常称为!刚性弧∀,使用较小的喷嘴,较大的气体流量就能得到刚性弧;在焊接、堆焊等情况下,则需限制焰流的速度,这时过大的焰流速度会破坏工艺的正常进行,通常称为!柔性弧∀,使用较小的气流量,较大的喷嘴就可以得到柔性弧。等离子弧还可用作冶炼及一些特殊用途的热源。13等离子弧
4、的基本形式(1)非转移型等离子弧电极接电源负极,压缩喷嘴接电源正极。电弧在电极和喷嘴之间产生,母图1等离子弧压缩喷嘴示意图材不参与导电,如图2a所示。工件是被从喷嘴喷产生等离子弧的压缩喷嘴如图1所示。这种喷出的等离子焰流加热的,所以这种等离子弧又叫做嘴的特点是:(1)采用水冷的铜喷嘴,并使钨极末端缩间接等离子弧或等离子焰。这种电弧温度较低,能到孔道以内,(2)在喷嘴内通等离子气体。自由电弧量密度也低。主要用于金属喷涂以及焊接、切割较通过此种喷嘴时经三种压缩作用变成压缩电弧:(1)薄的金属或用于非导电材料的加热。收稿日期:20000405研究与设计
5、电焊机,2000(5)19(2)转移型等离子弧电极接电源负极,工件接子弧的特点是温度和能量密度都较高。常用于焊接电源正极。等离子弧在电极和工件之间产生,如图和切割各种金属材料以及粉末堆焊等。2b所示。在转移型电弧产生之前,先在电极和喷嘴(3)联合型等离子弧由转移型和非转移型等之间由维弧电源引燃一个非转移型弧,并使等离子离子弧组成。工作过程中两种电弧同时存在,如图焰流接触工件表面。靠等离子焰流为导体,在电极2c所示。非转移型小弧在工作中起稳定电弧和补和工件之间的主电源接通的瞬间将等离子弧转移到充加热的作用。因而联合型等离子弧的电流小至电极和工件之间,
6、然后切断非转移弧。转移型等离01A焊接过程仍很稳定。a非转移型等离子弧b转移型等离子弧c联合型等离子弧图2等离子弧的类型2微束等离子弧焊接及设备耐热合金、镍基耐蚀合金、可伐合金、铜、钛、钽、钼、21微束等离子弧焊接钨等,用来制造各种微型管道、散热器、燃烧室、毛细[2]管、波纹管、双金属补偿器等。焊接情况与TIG焊类等离子焊接是一种高能量密度的焊接方法,其分类主要是按焊接电流的范围划分的。焊接电流似,但要求电源空载电压比TIG焊高。这种方法对在01~15A范围称为微束等离子焊接,主要用于于喷嘴到工件的距离变化的敏感性较小,质量较稳焊接超薄金
7、属零件,可焊厚度范围约为0025~05定。焊后工件变形量和热影响区都比TIG焊小。表mm。采用联合型等离子弧。这种方法又称微束等1为某些材料微束等离子弧焊接规范参数,供参[1]离子弧焊接。目前已成功地用于焊接不锈钢、镍基考。。表1微束等离子弧焊的焊接规范厚度喷嘴孔径焊接电流焊速离子气流量保护气流量焊件材料接头形式(mm)(mm)(A)(mm/min)(L/min)(L/min)00308弯边对接0313003(Ar)10(Ar+1%H2)01008弯边对接2513003(Ar)10(Ar+1%H2)不锈钢01008平头对接
