等离子弧焊接课件.ppt

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1、第六章等离子弧焊接一、基本要求1、掌握等离子弧的产生原理及特点2、了解等离子弧发生器的结构3、掌握等离子弧焊接的几种主要的工艺形式及特点三、重点1、等离子弧的焊接工艺参数的选择；§6-1等离子弧特性及其发生器一、等离子弧的形成等离子弧是一种被压缩的钨极氩弧，具有很高的能量密度、温度及电弧力。等离子弧是通过三种压缩作用获得的：1)机械压缩水冷铜喷嘴孔径限制弧柱截面积的自由扩大，这种拘束作用就是机械压缩；2)热压缩喷嘴中的冷却水使喷嘴内壁附近形成一层冷气膜，进一步减小了弧柱的有效导电面积，从而进一步提高了电弧弧柱的能

2、量密度及温度，这种依靠水冷使弧柱温度及能量密度进一步提高的作用就是热压缩；3)电磁压缩由于以上两种压缩效应，使得电弧电流密度增大，电弧电流自身磁场产生的电磁收缩力增大，使电弧受到进一步的压缩，这就是电磁压缩。二、等离子弧的分类（一）非转移型电弧非转移型电弧燃烧在钨极与喷嘴之间，焊接时电源正极接水冷铜喷嘴，负极接钨极，工件不接到焊接回路上；依靠高速喷出的等离子气将电弧带出，这种电弧适用于焊接或切割较薄的金属及非金属。（二）转移型电弧转移型电弧直接燃烧在钨极与工件之间，焊接时首先引燃钨极与喷嘴间的非转移弧，然后将电弧

3、转移到钨极与工件之间；在工作状态下，喷嘴不接到焊接回路中。这种电弧用于焊接较厚的金属。（三）联合型电弧转移弧及非转移弧同时存在的电弧为联合型电弧。混合型电弧在很小的电流下就能保持稳定，因此特别适合于薄板及超薄板的焊接。非转移转移联合三、等离子弧特性（一）电弧静特性曲线与TIG电弧明显不同：（1）E大，因此上移。平直段缩小、上升段斜率增大；（2）联合电弧的下降段不明显；因此，小电流电弧非常稳定。（二）电弧温度高24000K-50000K，功率密度大，能量密度105-106W/cm2。而TIG电弧分别为10000-2

4、4000K,小于104W/cm2。（三）刚直性大，电弧集中系数大。（四）弧柱热量的对工件的加热作用大电弧PA转移弧9/14/2021联合型等离子弧（非转移弧电流）9/14/2021三）、等离子弧焊的特点及应用（一）特点由于等离子电弧具有较高的能量密度、温度及刚直性，因此与一般电弧焊相比，等离子电弧具有下列优点：1)熔透能力强，在不开坡口、不加填充焊丝的情况下可一次焊透810mm厚的不锈钢板；2)焊缝质量对弧长的变化不敏感，这是由于电弧的形态接近圆柱形，且挺直度好，弧长变化对加热斑点面积的影响很小，易获得均匀的焊

5、缝形状；3)钨极缩在水冷铜喷嘴内部，不会与工件接触，因此可避免焊缝金属产生夹钨现象；4)等离子电弧的电离度较高，电流较小时仍很稳定，可焊接微型精密零件；等离子弧焊的缺点是：1)可焊厚度有限，一般在25mm以下；2)焊枪及控制线路较复杂，喷嘴的使用寿命很低；3)焊接参数较多，对焊接操作人员的技术水平要求较高。（二）应用可用钨极氩弧焊焊接的金属，比如不锈钢、铝及铝合金、钛及钛合金、镍、铜、蒙耐尔合金等，均可用等离子弧焊焊接。这种焊接方法可用于航天、航空、核能、电子、造船及其它工业部门中。四、等离子弧生器一)、分类：等

6、离子弧焊枪、割枪、喷枪。二)、组成主要由电极、电极夹头、压缩喷嘴、中间绝缘体、上枪体、下枪体及冷却套等组成。最关键的部件为喷嘴及电极。1、喷嘴分类•按喷嘴孔道的数量，可分为单孔型和多孔型两种。多孔型喷嘴除了中心主孔外，主孔左右还有多个小孔。从这两个小孔中喷出的等离子气对等离子弧有一附加压缩作用，使等离子弧的截面变为椭圆形。当椭圆的长轴平行于焊接方向时，可显著提高焊接速度，减小焊接热影响区的宽度。最重要的喷嘴形状参数为压缩孔径及压缩孔道长度。喷嘴孔径dndn决定了等离子弧的直径及能量密度。直径越小，对电弧的压缩作用

7、越大，但太小时，等离子弧的稳定性下降，甚至导致双弧现象，烧坏喷嘴。通常应根据焊接电流大小及等离子气种类及流量来选择。2)喷嘴孔道长度l0在一定的压缩孔径下，l0越长，对等离子弧的压缩作用越强，但l0太大时，等离子弧不稳定。通常要求孔道比l0/dn在一定的范围之内。转移弧一般为1.0-1.2。混合电弧为2-63)锥角对等离子弧的压缩角影响不大，30180范围内均可，但最好与电极的端部形状配合，保证将阳极斑点稳定在电极的顶端。焊接时一般为6090喷嘴类型喷嘴材料一般为紫铜，直接水冷。2、电极1）材料等离子

8、弧焊接一般采用钍钨极或铈钨极，有时也采用锆钨极或锆电极。钨极一般需要进行水冷，小电流时采用间接水冷方式，钨极为棒状电极；大电流时，采用直接水冷，钨极为镶嵌式结构。2）形状：棒状电极端头一般磨成尖锥形或尖锥平台形，电流较大时还可磨成球形，以减少烧损。3、送气方式：切向：压缩程度高，中心压力低、周边压力高，电弧稳定在中心。径向：压缩程度低。3）内缩长度与同心度与TIG焊不同，