等离子喷焊工艺对涂层显微组织及性能的的影响

摘要
本论文研究了了等离子喷焊Ni60A合金粉末试样的组织与性能。

利用等离子喷焊在低碳钢A3基体表面喷焊一层Ni60A合金粉末，通过调整等离子喷焊的工艺参数，分析工艺参数对喷焊层性能的影响。

本文就显微硬度、金相分析、X射线衍射（XRD）、快速磨损等试验结果，分析了喷焊层的组织结构、成分、力学性能及基体与喷焊表层的结合情况。

试验试验分析结果表明，合金粉末Ni60A等离子喷焊后形成的合金涂层具有一定耐磨性，等离子喷焊层和A3钢基体形成冶金结合，喷焊层是由各种化合物硬质相
和基体组成，例如：γ-Ni (Cr,Fe)
7C
3
Cr
2
B (CrFe)
23
CB)
6
等组成，这些化合物相可以
提高涂层的硬度和耐磨性；当工艺参数焊接电流为45A，送粉速度为15%时，得到最佳硬度值为49~53HRC。

关键词：镍基自熔性合金粉末等离子喷焊耐磨损性能组织性能组织性能
Titil:The Influence of Spray Process On Coating Microstructure and Properties Properties
Abstract
This paper investigates the microstructure and properties of the plasma of spray Ni60A alloy powder sample.Spray a layer of Ni60A alloy powderat the low-carbon steel A3 substrate surfaceof plasma spray welding.By adjusting the plasma spray welding process parameters ,Analysis the influence of process parameters on the performance of spraying layer.This paper analyzes the organizational structure, composition, mechanical properties and combination of the substrate and the surface of the spray of spraying layer with the test results of Microhardness, metallographic analysis, X-ray diffraction (XRD) and rapid wear.
The experiment results show that, Alloy coating of alloy powder Ni60A after plasma spray has certain wear resistance; The plasma spray welding layer and A3 steel substrate to form metallurgical bonding;Spraying layer is composed of a variety of compounds of hard; For example: γ-Ni, (Cr,Fe)7C3, Cr2B, (CrFe)23CB)6and other components,These compounds can improve the hardness and wear resistance of the coating；When the process parameters welding current is 45A, the powder feeding rate of 15%, get the best hardness value of 49 ~ 53 HRC.
Keyword : Ni-based self-fluxing alloy powder Plasma spray welding
Wear resistance Structure and Properties
长春工业大学本科生毕业论文
目录
第一章绪论 (1)
1.1选题背景及意义 (1)
1.2等离子喷焊的发展 (1)
1.2.1 等离子喷焊产生 (1)
1.2.2国外等离子喷焊发展及应用 (1)
1.2.3国内发展及应用 (1)
1.2.4前景 (2)
1.3等离子喷焊 (3)
1.3.1定义 (3)
1.3.2基本原理 (3)
1.4等离子喷焊特点 (3)
1.4.1等离子喷焊的设备 (3)
1.4.2等离子弧 (4)
1.4.3等离子弧焊的特点 (5)
1.4.4等离子弧焊的基本方法 (5)
1.4.5与其他表面喷焊相比 (6)
1.4.6等离子弧焊的工艺参数 (7)
1.5等离子喷焊合金粉末及应用 (8)
1.5.1铁基合金材料 (8)
1.5.2镍基合金粉末 (8)
1.5.3钴基合金粉末 (9)
1.5.4铜基合金粉末 (9)
1.5.5金属陶瓷及其复合合金粉末 (9)
1.5.6非自熔性合金材料 (10)
1.6等离子喷焊优点及常见问题 (10)
1.6.1优点 (10)
1.6.2常见问题及解决 (11)
1.7等离子喷焊工业应用 (12)
1.8本文研究的内容及意义 (12)
第二章实验方法及实验设备 (13)
2.1实验材料 (13)
2.1.1基体材料 (13)
2.1.2喷焊材料 (13)
2.2实验设备 (13)
2.2.1喷焊设备 (13)
2.2.2金相试样抛光机 (15)
2.2.3金相显微镜 (15)
2.2.4洛氏硬度计 (15)
2.2.5显微硬度计 (15)
2.2.6 X-ray衍射仪（XRD） (15)
2.2.7快速磨损试验机 (16)
2.3实验方法 (16)
2.3.1喷焊试验方法 (16)
2.3.2喷焊工艺参数 (16)
2.3.3喷焊层试样的制备及组织观察 (16)
2.4喷焊层组织分析及性能测定 (17)
2.4.1宏观硬度测试 (17)
2.4.2显微硬度测试 (17)
2.4.3喷焊层物相分析 (17)
2.4.4 耐磨性试验 (17)
第三章喷焊层的微观组织与性能分析 (18)
3.1喷焊层硬度分析 (18)
3.1.1 喷焊层的宏观硬度 (18)
3.1.2 喷焊层显微硬度 (19)
3.2喷焊层的快速磨损性能 (21)
3.3喷焊层显微组织分析 (22)
3.3.1喷焊层的微观组织特点 (22)
3.3.2熔合区，热影响区及母材区的微观组织特点 (26)
3.4焊接缺陷 (26)
第四章结论 (28)
致谢 (29)
参考文献 (30)
第一章绪论
1.1 选题背景及意义
机械构件往往处于复杂和苛刻的条件下工作，大量设备常常因磨损、腐蚀等原因而失效、报废。

据资料介绍，美国由于磨损每年所造成的损失是：飞机产品134亿美元，船舶产品64亿美元，汽车产品400亿美元。

我国根据电力、冶金、采矿、农机等部门的不完全统计，每年在备件方面消耗的钢材达200万吨以上。

国家科委组织对材料金属腐蚀的情况表明：由金属腐蚀造成的损失每年高达l00～150亿元之多。

因此发展金属表面工程技术、提高机械零件表面的耐腐蚀、耐磨损的性能，是当前非常重要的课题[7]之一。

而等离子喷焊是利用等离子孤作为高温热源，采用粉末状合金作为填充金属的一种熔化焊工艺。

其修复后金属构件的力学性能优良，外形美观，是金属构件修复的重要手段，被国内外广泛研究与应用。

1.2等离子喷焊的发展
1.2.1 等离子喷焊产生
热喷焊技术是由热喷涂技术发展起来的[5]。

早在1910年，瑞士工学博士M U Schoop 发明了第一个金属喷涂装置：金属熔液式喷涂。

从此，其致力于喷涂装置的改进，于1912年制成了线材火焰喷枪。

1913年提出了电弧喷涂的设计，并于1916年制成了实用型的电弧喷枪。

线材火焰喷涂和电弧喷涂作为主要的热喷涂方法，在30年代得到了发展，美国METCO金属喷涂工程公司成立后，相继研制出用空气涡轮送丝的E型系列喷涂枪以及用马达送丝的K型系列喷枪。

第二次世界大战初期，自熔性合金粉末出现，粉末火焰喷涂盛行，“火焰喷涂”几乎成了热喷涂的代名词。

50年代末期，美国METCO公司也致力于研究能够喷涂陶瓷涂层的等离子喷涂设备[28]。

到了60年代，等离子喷涂技术已经可以工业上应用，60年代中期等离子弧热喷焊技术已经研制成功[3,9]。

1.2.2国外等离子喷焊发展及应用
80年代，热喷涂技术又有了新的发展。

突出表现在超音速火焰喷涂研制成功和热喷涂设备中电子计算机的应用，使热喷涂涂层向着更高的质量和精密化方向发展[3]。

此后，热喷涂技术进一步应用于工业部门的大批量生产，其发展速度有了大幅度
提高，“热喷涂工业”真正成长起来。

欧美国家对等离子弧热喷焊技术的研究比较早，如今已形成大规模的开发、研制、生产基地。

涌现出一大批跨国公司，如美国的Miller公司，瑞士的CastCin公司等。

他们分别开发了自己的一系列产品，并在实际应用中不断改进。

在日本，等离子弧热喷焊起步相对较晚，但比较注重世界一流设备的引进和研究，近几年来发展迅速。

1.2.3国内发展及应用
我国热喷涂技术的应用始于40年代末期，50年代开始制造线材火焰喷枪和粉末气喷枪。

60年代初成功研制了封闭式喷嘴固定式电弧喷枪和陶瓷粉末气喷枪。

60年
代中期开始发展等离子喷涂设备和自熔性合金粉末制造技术。

60年代末期开始研究等离子弧热喷焊技术，同时开发粉末火焰喷焊技术。

70年代各种喷涂方法就已经相继运用于生产，其中电弧喷涂和火焰喷涂技术大量应用于修复。

1981年我国召开了推广应用热喷涂技术的工作会，并开始在全国推广应用，热喷涂设备和材料的生产体系基本形成了。

与先进国家相比较，我国等离子弧热喷焊先进技术的研究依靠高校和科研机构。

西北工业大学进行脉动等离子弧热喷焊技术研究，在工件和喷枪阳极(喷嘴)之间接入高频IGBT无触点开关，实现了转移弧和非转移弧的高频交替工作，实现了等离子弧热喷焊的单一电源工作。

西安交通大学研究适宜于AI、Mg及其合金的变极性等离子弧焊设备，其由两台直流电源分别给主弧的正、负半波供电，对工件(铝)实现了变极性焊接，这不仅使电弧稳定，还有阴极清理作用。

等离子焊接设备中要控制的对象比较多，包括高频振荡电源、转移弧整流电源、喷焊机床、送粉器、摆动机构等等，对其中任一部分的改变都可能影响喷焊性能。

程控系统是用传统的继电器逻辑电路及二极管矩阵逻辑电路，系统组件的集成程度不高，维修或修改工艺程序时均不方便，系统反应也比较慢，可以在设备中引入单片机或可编程控制器，提高设备的可靠性、稳定性和工艺适应性。

兰州理工大学研制了以单片机80C196KC为核心的自动等离子弧热喷焊的控制系统，实现了等离子弧热喷焊设备的小型化、控制微机化和操作自动化。

目前，等离子弧热喷焊设备正向设备小型化、大功率、智能化的方向发展。

随着高新技术的发展。

复合材料得以广泛应用。

由于等离子弧热喷焊技术所采用的粉料易于调节，这又是一种制备复合材料的新方法。

等离子弧热喷焊喷焊枪自身的摆动，可制备厚度和面积都比较大的块材。

天津大学杜则裕等人通过对铁基粉末Fe07、Fe9A的研究，发现等离子弧热喷焊可提高金属零件的表面耐磨、耐腐蚀性能，从而获得符合质量要求的喷焊层，这对改善机械零件表面性能有重要意义。

在石化工业中，关键零部件(阀座、阀芯等)喷焊Ni基、Co基材料对提高其耐磨、耐腐蚀等有良好效果。

等离子弧热喷焊技术始终受到国家的重视，一直是“六五”、“七五”规划的重点推广项目，也获得了一定的技术经济效益，随着对新材料的进一步开发和应用，等离子弧热喷焊技术也将不断的完善和发展。

在未来经济发展中，等离子弧热喷焊技术会发挥巨大作用。

1.2.4前景
等离子弧热喷焊技术可用于制备性能优良的复合材料。

因此，改变粉末的配比，使复合材料层与层之间的成分达到连续变化，同时调节射流的速度和温度等参数，使组织变化，以制备性能优越的梯度功能复合材料，这对生产和科研工作都具有积极意义[6]。

设备控制方面，在等离子弧热喷焊设备中引入可编程控制器的方法已逐步得到应
用，但许多人将PLC仅作为一种替代传统的继电器控制系统的逻辑顺序控制器，使PIE的软件功能不能充分发挥[8]。

增强设备的工艺适应性和稳定性，充分发挥PIE 控制的软件功能方面，有广泛的研究前景[2,3]。

等离子弧热喷焊技术是一种具有发展前景的表面强化技术。

随着工业发展，对机械产品的寿命和材料性能都提出了更高的要求。

等离子弧热喷焊的产品质量稳定，易于实现自动化，尤其是修补喷嘴环、转子等一些昂贵的零部件时，显著的经济性和可靠性就显现出来了。

在未来发展中，将发挥巨大作用。

1.3等离子喷焊
1.3.1定义
等离子喷焊是利用等离子弧作高温热源，粉末状合金作为填充金属的一种熔焊工艺[5]。

喷焊用氩气作电离气体，通过调节各工艺参数，可获得熔深浅、冲淡率低、成形平整光滑的优质熔敷层。

1.3.2基本原理
等离子喷焊采用转移型等离子弧为主要热源，在金属表面喷焊合金粉末的方法。

一般采用两台整流电源，将负极并联在一起，通过电缆接至喷枪的电极，其中一台电源的正极接喷枪的喷嘴，用于产生非转移弧；另一台电源的正极接工件，用于产生转移弧。

喷枪的喷嘴和电极通水冷却，采用氩气作等离子气，首先用高频火花点燃非转移弧，然后利用非转移弧在电极和工件之间选成的导电通道引燃非转移弧，在建立转移弧的同时，由送粉器向喷枪输送粉未，粉未通过电弧后喷射到工件上。

转移弧建立后，就在工件上形成了熔池，使合金粉未在工件上熔融。

随着喷枪和工件的相对移动，液态合金逐渐凝固，便形成了合金喷焊层。

等离子喷焊包括喷涂和重熔两个过程，但这两个过程是同时进行的。

在喷涂过程中，粉末通过弧柱的加热，一般以半融化状态积极到工件上。

重融过程是粉末在工作上的融化过程，落入熔池的粉末立即进入转移弧的阳极区，受到高温加热而迅速融化，并将热量传递给基材[30]。

等离子喷焊熔深较浅，使得基材对合金的冲淡率低，同氧-乙炔火焰喷焊相比较，电弧对熔池的搅拌作用较强，熔池的冶金过程进行的比较充分，喷焊层气孔和夹渣少。

1.4等离子喷焊特点
1.4.1等离子喷焊的设备
1．等离子弧焊设备的组成
和钨极氢弧焊一样，按操作方式，等离子弧焊设备可分为手工焊和自动焊两类。

手工焊设备由焊接电源、焊枪、控制电路、气路系统和水路系统等部分组成。

自动焊设备则由焊接电源、焊枪、焊接小车（或转动夹具）、控制电路、气路系统及水路系统等部分组成。

2．焊接电源
下降或垂直下降特性的整流电源或弧焊发电机均可作为等离子弧焊接电源。

用纯
氩作为离子气时，电源空载电压只需65-80V；用氩氢混合气时，空载电压需110-120V。

大电流等离子弧都采用等离子弧，用高频引燃非转移弧，然后转移成转移弧。

30A 以下的小电流微束等离子弧焊接采用混合型弧，用高频或接触短路回抽引弧。

由于非转移弧在非常焊接过程中不能切除因此一般要用两个独立的电源。

3．气路系统
等离子弧焊机供气系统应能分别供给可调节离子气、保护气、背面保护气。

为保证引弧和熄弧处的焊接质量，离子气可分两路供给，其中一路可经气阀放空，以实现离子气流衰减控制。

4．控制系统
手工等离子弧焊机的控制系统比较简单，只要能保证先通离子气和保护气，然后引弧即可。

自动化等离子弧焊机控制系统通常由高频发生器，小车行走。

填充焊口逆进拖动电路及程控电路组成。

程控电路应能满足提前送气、高频引弧和转弧、离子气递增、延迟行走、电流和气流衰减熄弧。

延迟停气等控制要求。

1.4.2等离子弧
1．等离子弧的概念
等离子弧：受外部拘束条件的影响使孤柱受到压缩的电弧。

自由电弧弧区内的气体尚未完全电离，能量未高度集中，而等离子弧弧区内的气体完全电离，能量高度集中，能量密度很大，可达105~106W/cm2，电弧温度可高达24000～5000K（一般自由状态的钨极氩弧焊最高温度为10000～20000K，能量密度在104W/cm2以下）能迅速熔化金属材料，可用来焊接和切割。

2．等离子弧的产生
在钨极与喷嘴之间或钨极与工件之间加一较高电压，经高频振荡使气体电离形成自由电弧，该电弧受下列三个压缩作用形成等离子弧。

（1）机械压缩效应（作用）——电弧经过有一定孔径的水冷喷嘴通道，使电弧截面受到拘束，不能自由扩展。

（2）热压缩效应——当通入一定压力和流量的氩气或氮气时，冷气流均匀地包围着电弧，使电弧外围受到强烈冷却，迫使带电粒子流（离子和电子）往弧柱中心集中，弧柱被进一步压缩。

（3）电磁收缩效应——定向运动的电子、离子流就是相互平行的载流导体，在弧柱电流本身产生的磁场作用下，产生的电磁力使孤柱进一步收缩
电弧经过以上三种压缩效应后，能量高度集中在直径很小的弧柱中，弧柱中的气体被充分电离成等离子体，故称为等离子弧。

当小直径喷嘴，大的气体流量和增大电流时，等离子焰自喷嘴喷出的速度很高，具有很大的冲击力，这种等离子弧称为“刚性弧”，主要用于切割金属。

反之，若将等离子弧调节成温度较低、冲击力较小时，该等离子弧称为“柔性弧”，主要用于焊接。

3．等离子弧的特性
等离子弧能量密度可达10000--100000W/cm2，比自由钨弧(约10000W/cm2以下)高，其温度可达18000～24000K，也高于自由钨弧(约5000～8000K)很多。

等离子弧的静特性曲线接近U形。

与自由钨弧比较最大区别是电弧电压比自由钨弧高。

此外，在小电流时，自由钨弧静特性为陡降(负阻特性)的，易与电源外特性曲线相切，使电弧失稳。

而等离子弧则为缓降或平的，易与电源外特性相交建立稳定工作。

等离子弧呈圆柱形，扩散角约5度左右，焊接时，当弧长发生波动时，母材的加热面积不会发生明显变化，而自由钨弧呈圆锥形，其扩散角约45度，对工作距离变化敏感性大。

等离子弧的挺直度非常好。

由于等离子弧是自由钨弧经压缩而成，故其挺度比自由钨弧好，焰流速度大，可达300m/s以上，因而指向性好，喷射有力，其熔透能力强。

4．等离子弧的类型
按电源连接方式的不同，等离子弧有非转移型、转移型和联合型三种形式。

（1）非转移型等离子弧：钨极接电源负端，焊件接电源正端，等离子弧体产生在钨极与喷嘴之间，在等离子气体压送下，弧柱从喷嘴中喷出，形成等离子焰。

（2）转移型等离子弧：钨极接电流负端，焊件接电流正端，等离子弧产生的钨极和焊件之间。

因为转移弧能把更多的热量传递给焊件，所以金属焊接、切割几乎都是采用转移型等离子弧。

（3）联合型等离子弧：工作时非转移弧和转移弧同时并存，故称为联合型等离子弧。

非转移弧起稳定电弧和补充加热的作用，转移弧直接加热焊件，使之熔化进行焊接。

主要用于微束等离子弧焊和粉末堆焊。

1.4.3等离子弧焊的特点
由于等离子弧弧柱温度高，能量密度大，因而对焊件加热集中，熔透能力强，在同样熔深下其焊接速度比TIG焊高，故可提高焊接生产率。

此外，等离子弧对焊件的热输入相对较小，焊缝截面形状较窄，深宽比较大，呈“酒杯”状，热影响区窄，其焊接变形也小。

由于等离子弧呈圆柱形，扩散角小，挺直度好，所以焊接熔池形状和尺寸受弧长波动的影响小，因而容易获得均匀的焊缝成形，而TIG焊随着弧长的增加，其熔宽增大，而熔深减小。

由于等离子弧的压缩效应及热电离充分，所以电弧工作稳定，特别当联合型等离子弧在小电流(0.1A)焊时，仍具有较平的静特性配用恒流(垂降)电源，能保证焊接过程非常稳定，故可以焊接超薄构件。

1.4.4等离子弧焊的基本方法
常用的等离子弧焊基本方法有小孔型等离子弧焊、熔透型等离子弧焊和微束等离子弧焊三种
（1）小孔型等离子弧焊：使用较大的焊接电流，通常为50～500A，转移型弧。

施焊时，压缩的等离子焰流速度较快，电弧细长而有力，为熔池前端穿透焊件而形成一个小孔，焰流穿过母材而喷出，称为“小孔效应”。

随着焊枪的前移，小孔也随着向前移动，后面的熔化金属凝固成焊缝。

由于等离子弧能量密度的提高有一定限制，因此小孔型等离子弧焊只能在有限厚板内进行焊接。

（2）熔透型等离子弧焊当等离子气流量较小、弧柱压缩程度较弱时，此种等离子弧在焊接过程中只熔化焊件而不产生小孔效应，焊缝成形原理与钨极氩弧焊相似，称为熔透型等离子弧焊，主要用于厚度小于2～3mm的薄板单面焊双面成形及厚板的多层焊。

（3）微束等离子弧焊焊接电流30A以下熔透型焊接称为微束等离子弧焊。

采用小孔径压缩喷嘴（ф0.6mm～ф1.2mm）及联合型弧，当焊接电流小至1A以下，电弧仍能稳定地燃烧，能够焊接细丝和箔材。

1.4.5与其他表面喷焊相比
等离子喷焊利用等离子弧作热源和采用合金粉末作填充金属，从而与其它表面喷焊方法相比较，具有以下特点（表1-1）[10,11]：
表1-1 焊接方法的比较
根部焊道手工电弧焊接手式TIG焊接
等离子
焊接(PAW)
板材焊前准
备坡口+钝边坡口+钝边
坡口+钝
边
装配相对困难（间隙）困难（小间隙）容易焊工技术要
求
熟练熟练一般焊接速度非常慢非常慢相当快操作难度困难非常困难较容易焊后质量好/但外观不美好极好
特别问题
焊条过热，质量难以
控制，工件变形
焊工易疲劳，质量难
以控制，工件变形
无
1.良好的可控性和低冲淡率
等离子喷焊可以在很大的范围内调节热输入。

除了改变输入功率外，还可以改变气体的种类、流量以及喷嘴的尺寸调节等离子弧的热能和温度；选择不同的工作气体可以获得惰性气氛、还原性气氛和氧化性气氛。

由于工艺上可调节的参数很多，热输入可控，合金粉末在弧柱中预热，喷射过渡到熔池，有缓冲电弧吹力的作用，熔池受热均匀，故可控制母材熔深，降低母材对合金的冲淡率，冲淡率一般是可以控制在5%～15%以内。

2.喷焊层质量和工艺稳定性好
因为等离子弧是压缩电弧，具有很好的稳定性，故外界因素的干扰(如周围气流流动、喷距高低、喷焊位置不同等)对电弧稳定性影响比较小，使工艺易于稳定。

合金粉末熔化地充分，故飞溅少，熔池中的熔渣和气体也易于排除，容易消除焊层内的夹渣、气孔等缺陷。

等离子弧的温度高，热量相对集中，喷焊速度较快，一次熔成，工件的热影响区小，可以控制热输入量，调整热影响区的尺寸和硬度，降低裂纹敏感性，避免由晶粒粗化、马氏体转变或应变时效等原因产生的质量缺陷。

3.合金粉末制备简单，使用材料范围广
喷焊用的合金粉末是熔炼后直接雾化成球状粉末，方便制备，不像丝极材料那样，受铸造、轧制、拔丝等加工工艺限制。

可按所需配方，熔炼不同成分的合金粉末，获得各种性能的合金喷焊层。

4.生产率高
等离子喷焊热量集中，喷焊的速度接近生产率高的埋弧自动焊。

喷焊过程可以自动进行，易于实现机械化和自动化操作。

1.4.6等离子弧焊的工艺参数
1．焊接电流
根据板厚或熔透要求来选定焊接电流。

如果焊接电流过小，则难于形成小孔效应：当焊接电流增大，等离子弧穿透能力也会增大，但电流过大则会因小孔直径过大而造成熔池金属坠落，难以形成合格的焊缝，甚至会引起双弧，即损伤喷嘴又破坏焊接过程的稳定性。

故此，为了获得稳定的小孔焊接过程，在喷嘴结构确定后，焊接电流只能在某一个与离子气的流量有关的合适的范围内选择。

2．焊接速度
焊接速度是根据等离子气流量及焊接电流来选择的[4]。

其他条件一定时，焊接速度增大，焊接热输入减小，小孔直径随之减小，直至消失，失去小孔效应。

因此，焊接速度、离子气流量及焊接电流等工艺参数应相互匹配。

3．喷嘴离工件的距离
如果距离过小，易造成喷嘴被飞溅物堵塞，破坏喷嘴正常工作；喷嘴离工件的距离过大，熔透能力降低。

喷嘴离工件的距离一般取3～8mm。

喷嘴距离变化对焊接质
量的影响没有钨极氩弧焊敏感。

4．等离于气及流量
等离子气及保护气体一般是根据被焊金属及电流大小来选择的。

大电流等离子弧焊接时，为了保证电弧的稳定性，等离子气及保护气体通常采取相同的气体。

小电流等离子弧焊接通常采用电离电压较低的纯氩气作等离子气，可保证电弧引燃容易。

离子气流量由等离子流力和熔透能力决定。

等离子气的流量越大，则熔透能力越大。

但等离子气流量过大，就会使小孔直径过大，不能保证焊缝成形。

因而，应根据等离子气的种类、喷嘴直径、焊接电流及焊接速度选择离子气流量。

利用熔入法焊接时，为了减小等离子流力，应适当降低等离子气流量。

5．引弧及收弧
厚板利用穿孔法焊接，引弧及熄弧处容易产生气孔等缺陷。

直缝可采用引弧板和熄弧板解决，在引弧板上形成小孔，然后过渡到工件上，最后将小孔在熄弧板上闭合。

不便加引弧板和收弧板的大厚度的环缝，应采取焊接电流和离子气递增的办法在工件上起弧，完成引弧建立小孔后，利用电流和离子气流量衰减法来收弧闭合小孔。

板厚小于3mm时，可直接在工件上引弧和收弧。

6．接头形式和装配要求
工件厚度小于1.6mm，采用微束等离子弧焊，接头形式有端面接头、对接、卷边对接、卷边角接。

工件厚度大于1.6mm时，I形坡口，用穿孔法单面焊双面成形一次焊透。

工件厚度较大时，则根据厚度不同，可开V形、U形或双V形、双U形坡口。

1.5等离子喷焊合金粉末及应用
使用合适的合金粉末，调整喷焊的工艺参数，就能用于多种构件的喷焊修复及表面处理[20,22]。

1.5.1铁基合金材料
铁基合金粉末以铁为基体，含有铬、硼、硅元素，形成Fe-Cr-B-Si 系自熔性合金。

目前应用广泛，为了提高合金的抗蚀性、耐磨性或使晶粒细化等性能还可以加入适量的Co、Ni、Mo、Cu、Mn、V等其它元素。

铁基合金一般含铬量较高，具有一定的耐腐蚀和抗氧化性。

主要分为耐金属间磨损和耐低应力磨粒磨损。

几种常用铁基粉末型号是WF311、WF3I2、WF331、WF342、WF371、WF372、WF374等．这些粉末被广泛用于通用阀门的阀板、阀座密封面喷焊以及耙路机的耙齿、犁铧或刮板的顶部、铲齿、刀片、各种破碎机锤头和挖土机齿喷焊。

石油钻杆接头的喷焊等。

其使用寿命可比原来高1～5倍以上．近几年研制的WF342可在铸铁基体上进行喷焊，如蝶阔密封面上喷焊WF342，可以达到国际同类产品的先进水平。

1.5.2镍基合金粉末
镍基合金粉末以镍为基体，含有铅和硼硅元素的Ni-Cr-B-Si系自熔性合金，是最。