等离子焊接高级焊工技术培训教材ppt课件.ppt

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1、张明录高级焊工技术培训（等离子焊接）目录一.等离子弧焊接原理二.等离子弧焊接设备三.离子弧焊接方法四.焊接工艺参数○基本要求☆掌握等离子弧的产生原理及特点☆了解等离子弧发生器的结构原理☆掌握等离子弧焊接的几种主要的工艺形式及特点○重点☆等离子弧的热源特点、等离子弧的静特性；☆等离子弧的焊接工艺参数的选择；一.等离子弧焊接原理1.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

2、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。2.等离子弧的类型1）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。2）转移型电弧转移

3、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。3）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。特别适合于薄板及超薄板的焊接。非转移转移联合3.等离子弧的特点1）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。2）电弧温度高24000K-50000K，功率密度大，105-106

4、.而TIG电弧分别为10000-24000K。3）刚直性性大，电弧集中系数大。4）弧柱热量的对工件的加热作用大4.等离子弧焊的特点1）特点：（优点）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。

5、（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。（5）可产生稳定的小孔效应，通过小孔效应，正面施焊时可获得良好的单面焊双面成形。2)等离子弧焊的缺点：（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。5.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。二.等离子弧焊接设备1.设备分类：焊接电源、焊

6、枪、控制系统、水、气路系统。1）焊枪的组成：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。2）喷嘴分类：（1）按喷嘴数量，可分为单孔型和多孔型两种。多孔型喷嘴除孔道的了中心主孔外，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。（2）按孔道的形状，可分为圆柱型、收敛、扩散型等三种。通常采用圆柱形压缩孔道，而收敛型压缩孔道有利于电弧的稳定。最重要的喷

7、嘴形状参数为压缩孔径及压缩孔道长度。①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2-6。③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。

8、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）材料等离子弧焊接一般采用钍钨极或铈钨极，有时也采用纯钨极或锆电极，钨极为棒状电极；钨极一般需要进行水冷。小电流时采用空气冷却方式。大电流时，采用直接水冷，钨极为镶