穿孔等离子弧焊接工艺综述

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1、万方数据第24卷第1期2011年2月山东科学S卧NDONGSCIENCEV01．24No．1Feb．20ll文章编号：1002-4026(2011)01-0016-06穿孔等离子弧焊接工艺综述罗非，贾传宝’，薛良昌，程双球，张琳琳，王芳(山东省海洋环境监测技术重点实验室，山东省科学院海洋仪器仪表研究所，山东青岛266001)摘要：综述了穿孔等离子弧焊接工艺的特点、种类及工艺参数匹配与焊缝质量之间的关系等方面的问题。指出穿孔等离子弧焊具有特殊的“小孔效应”，与钨极氩弧焊相比焊接速度、工件厚度和焊接效率都有了很大的提高。等离子弧焊接衍生出众多类型，包括直流等离子弧焊接、脉冲等离子

2、弧焊接、变极性等离子弧焊接和特殊等离子弧焊接等，能够满足不同行业的特殊需求。本文对于指导实际焊接生产，进一步提高生产效率和焊缝质量具有重要的意义。关键词：等离子弧焊；高能量密度焊接；小孔．中图分类号：TG456．2文献标识码：AAsurveyofkeyholeplasmaarcweldingLUOFei，JIAChuan—bao，XUELiang-chang，CHENGShuang·con，ZHANGLin—lin，WANGFang(ShandongProvincialKeyLaboratoryofOceanEnvironmentMonitoringTechnology，In

3、stituteofOceanographiclnstrumentat幻n，ShandongAcademyofSciences，Qingdao266001，China)Abstract：Thispapersurveysthecharacteristics，classificationandtheparametersmatchingforthetechnologyofkeyhdeplasmaarcwelding．KeyholeplasmaarcweldingCancauseaspecialkeyhole，withwhichweldingspeed，workpiecethickne

4、ssandweldingefficiencywillbeallincreasedsignificantly．ItCallbegeneralizedtoconstant，pulsed，variablepolarityandspecialplasmaarcwelding．SOitcansatis匆specialrequirementsofmanydifferentindustries．Thispaperisquitesignificanttoguideweldingpracticeandincreaseproductivityandthequalityofweldingjoint

5、s．Keywords：plasmaarcwelding；highenergydensitywelding；keyhole等离子弧焊、激光焊和电子束焊一同被归类为高能量密度焊接【l。2J。激光焊接设备昂贵，运行成本较高；光斑小，对装配精度要求高；有色金属对激光具有较高反射率，给激光焊带来困难。电子束焊要求在真空环境中进行焊接，限制了其在工业中的大量应用。与激光焊和电子束焊相比，虽然等离子弧的能量密度较低、小孔尺寸较大，但其作为电弧焊具有适应性强、对接头装配精度要求低的特点，属低成本、高效焊接工艺。因此，等离子弧焊接工艺广泛应用于结构钢、汽车、飞机、火箭、太空飞船和空间焊接等p。

6、9J。本文综述了穿孔等离子弧焊接工艺的特点、不同种类及工艺参数匹配与焊缝质量之间的关系等方面的相关问题。收稿日期：2010．10-20基金项目：国家高科技发展计划(s63)重点项目(2008AA092901)；山东省科学院科技发展基金项目作者简介：罗非(1964一)，女，助理工程师，研究方向为焊接设备。·通讯作者，Email：jiachuanbao@弹il．Ⅻ万方数据第1期罗非，等：穿孔等离子弧焊接工艺综述171穿孔等离子弧焊接工艺特点等离子弧焊接技术(PAW)是在钨极氩弧焊(TIG)的基础上诞生的一种压缩电弧焊接工艺¨¨1引。研究发现，经过压缩的电弧能量密度更加集中，电弧温

7、度和射流速度大幅度提高，这种压缩电弧可以应用到焊接中。在钨极氩弧焊枪上增加一个水冷喷嘴，对焊接电弧产生机械压缩、热收缩和电磁收缩作用。电弧在这三种收缩效应的共同作用下，弧柱直径缩小、温度升高、气体离子化程度提高、能量密度增大，最后与电弧的热扩散作用相平衡，形成稳定的等离子弧。如图1所示，钨极在水冷喷嘴内部，离子气由钨极周围通入，保护气则在喷嘴外部在焊接过程中对熔池起到保护作用。一般离子气和保护气均采用氩气。在钨极与工件之间接主电源和高频电源，分流电阻在引燃辅助电弧时起分流作用。先在钨极与喷嘴之间通过高频