一、基本知识
用等离子弧作为热源进行焊接的方法称为等离子孤焊接。
焊接时离子气(形成离子弧)和保护气(保护熔池和焊缝不受空气的有害作用)均为氩气。等离子弧焊所用电极一般为钨极(与钨极氩弧焊相同,国内主要采用钍钨极和铈钨极,国外还采用锆钨极和锆极),有时还需填充金属(焊丝)。一般均采用直流正接法(钨棒接负极)。故等离子弧焊接实质上是一种具有压缩效应的钨极气体保护焊。
二、等离子弧焊接的分类:
等离子弧焊可分为大电流等离子弧焊和微束等离子弧焊等。
1.大电流等离子孤焊:
有两种工艺:一种为穿孔型等离子弧焊,一种为熔入型等离子弧焊。
穿孔型等离子弧焊:在等离子能量密度足够和等离子流力够大等条件下焊接,产生穿透小孔,熔化金属被排挤在小孔周围和后方,随着等离子弧前移,小孔也前移,该现象叫小孔效应。该焊接工艺方法称为穿孔型等离子弧焊。
穿孔型离子弧焊可保证完全焊透,一般大电流等离子弧焊(100~300A)大都采用此方法。但穿孔效应只有在足够的能量密度条件下形成,且能量密度的提高受到限制,故该方法只能在有限板厚内进行。目前生产应用的板厚范围为:碳钢7mm,不锈钢8~10mm,钛10~12mm。该方法最适合于焊接3~8mm不锈钢,12mm以下钛合金,2~6mm低碳或低合金结构钢,以及铜、黄铜、镍及镍基合金的对接缝。
熔入型等离子弧焊:当离子气流量减小,穿孔效应消失时采用。该方法同一般钨极氩弧焊相似。适用于薄板,多层焊缝的盖面及角焊缝,可填加或不填加焊丝,其优点为焊速较快。
2.微束等离子弧焊:指15A~30A以下的熔入型等离子弧焊。微束等离子弧焊的等离子弧喷射速度和能量密度较小,比较柔和,可用于焊接0.025~2.5mm的箔材及薄板。
三、等离子弧焊接的特点及应用:
1.特点:
(1)微束等离子弧焊可以焊接箔材和薄板。
(2)具有小孔效应,能较好实现单面焊双面自由成形。
(3)等离子弧能量密度大,弧柱温度高,穿透能力强,10~12mm厚度钢材可不开坡口,能一次焊透双面成形,焊接速度快,生产率高,应力变形小。
(4)设备比较复杂,气体耗量大,只宜于室内焊接。
2.应用:广泛用于工业生产,特别是航空航天等军工和尖端工业技术所用的铜及铜合金、钛及钛合金、合金钢、不锈钢、钼等金属的焊接,如钛合金的导弹壳体,飞机上的一些薄壁容器等。
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