等离子操作规程及工艺.doc

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1、等离子焊接原理等离子焊接是通过高度集中的等离子束流获得必要的熔化母材能量的这种焊接过程，通常等离子电弧的能量取决于等离子气体的流量，焊枪喷嘴的压缩效果和使用的电流大小。普通电弧射流速度为80～150米/秒，等离子电弧的射流速度可以达到300～2000米/秒，等离子电弧由于受到压缩，能量密度可达105—106W/cm2，而自由状态下TIG电弧能量密度50-100W/mm2，弧柱中心温度在24000K以上，而TIG电弧弧柱中心温度在5000～8000K左右【1】。因此，等离子电弧焊接与电子束（能量密度105W/mm2）、激光束（能量密度105W/mm2）焊接

2、一同被称为高能密度焊接。等离子焊接及穿孔示意图如图1等离子焊接及穿孔示意图等离子电弧的分类按电源的联接方式分类，等离子电弧分非转移弧，转移弧和联合型电弧三种形式【1】。三种形式都是钨极接负，工件或喷嘴接正。非转移型电弧弧是在钨极与喷嘴之间形成电弧，在等离子气流压送下，弧焰从喷嘴中喷出，形成等离子焰【1】。主要适合于导热较好的材料焊接，但由于电弧的能量主要通过喷嘴，因此喷嘴的使用寿命较短，能量不宜过大，不太适合于长时间的焊接，这种形式较少应用在焊接。转移型电弧是在喷嘴与工件之间形成电弧，由于转移弧难以直接形成，先在钨极与喷嘴之间形成小的非转移弧，然后过渡到

3、转移弧，形成转移电弧时，非转移弧同时切断。由于这种方式能将更多的能量传递给工件，因此该形式电弧普遍应用到金属材料焊接和切割中。混合型电弧是指转移电弧和非转移电弧并存，主要用于微束等离子焊接和粉末堆焊。14按电弧形状或成形原理分类，等离子电弧分为微束等离子，熔透型等离子和小孔型等离子三种基本方法。微束等离子是在小电流，一般在30A以下，通过熔透的方法进行焊接。通常适用于焊接细材，箔件等，在传感器元件，电子器件，电机接头，网筛加工等运用较为普遍。熔透型等离子是在等离子气流较小，弧柱压缩较弱的情况下焊接，只对工件进行熔透而不形成小孔的这种方法。这种电弧非常类似

4、TIG电弧结构和能量。常用在薄板的单面焊双面成型。小孔型等离子利用等离子弧能量密度大和等离子流力大的特点，将工件完全熔透并产生一个贯穿工件的小孔的方法。小孔效应只有在能量密度足够的条件下才能形成，被焊板厚增加，能量密度也要增加。但等离子能量密度的提高有一定限制，因此小孔型等离子只能在有限的板厚范围内进行。通常情况下碳钢，不锈钢，镍基合金等在平焊位置一次单面焊双面焊成形小于8mm,钛合金小于10mm.采用特殊喷嘴和气体，不锈钢可提高至10mm,钛合金达12mm.可以实现不开坡口情况下单面焊双面成型。结合弱弧等离子或TIG的特点，与小孔等离子效应结合，通过采

5、用双枪同时焊接的工艺方法，可以得到更高的效率和质量。这种工艺适合长焊缝、大直径筒体的纵环缝焊接等离子焊接优点由于等离子焊接是高能束焊接，具有以下几个特点：u焊接速度可以明显提高(可达手工TIG焊的4～5倍以上，工件厚度在可焊范围越大，提高越明显)；u可以获得性能优良的焊缝；u在可焊范围内容易得到完整的规则的全焊透焊缝；u满足100%射线探伤要求；u可以得到同母材的化学成分和性能的焊缝；u由于电弧集中，焊缝热影响区减小，且具有较低的氧化；u优良的外观成形；u不用开坡口可以大大减少焊丝的用量和焊前坡口制备；u焊接过程由于电弧挺度好，电弧容易控制；u残余应力和

6、焊接变形小。等离子焊接工艺标准由于等离子焊接只能采用自动焊方式并且参数影响因数比较多，焊接工艺复杂。所以选择几个影响最为主要的因数作为实验的研究对象：离子气，电流，焊接速度，喷嘴孔径。考虑到实际生产中焊接速度的重要性，我们选取了焊接速度做为定量，重点对离子气，电流，喷嘴孔径做实验对象。为了减小对焊接工艺的影响因数，对实验设备和板材做如下要求：设备：HPT400等离子焊枪、HPT500等离子焊枪、TETRIX400电源、406控制箱、RC-4水箱、HL2000纵缝焊机。板材：304焊丝308焊丝直径：Φ0.8，Φ1.0，Φ1.2厚度3~8mm对接形式：I型

7、间隙≤0.5mm错边量≤0.5mm　HPT400等离子枪的焊接参数　　HPT400等离子枪的焊接参数如下表所示。板厚离子气(L/min)电流(A)速度(mm/min)弧压(V)送丝速度喷嘴14(mm)(mm/min)(mm)32.0-3.0135-14530023.5-24.518002.542.8-3.5155-16528025-2619002.853.0-4．2160~18022021.5~2319003.264.5-5.5180~19020028.0~28.519003.2/3.586.5-7.5200-21516030~30.519003.5/4

8、.0　HPT400等离子枪的焊接参数　HPT500等离子枪的焊接参数　　HPT5