等离子堆焊技术的原理与应用

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等离子堆焊在煤矿行业的应用

等离子堆焊技术在煤矿的应用由于煤矿井下生产环境情况非常复杂，要求井下设备既要坚固耐用，又要具有很高的防爆性能。

煤矿井下工作面使用的刮板输送机、转载机、采煤机等设备因为担负整个工作面的开采和运输任务，刮板输送机同时还作为刮板输送机的行走轨道，磨损都非常严重。

同时这些设备的价值相对都比较高，现代化矿井的刮板输送机一般都在五六百万元以上，采煤机磨损部位主要是滚筒和截齿，滚筒的价值每个也要几十万到上百万截齿每年的消耗量也在几十万元以上。

因为磨损问题煤矿企业每年都要损失近千万元，很大程度上影响了煤矿经济效益的提升。

尤其在近几年煤矿行业进入“寒冬”时期，千方百计降低生产成本势在必行。

应用一：刮板输送机耐磨处理煤矿井下刮板输送机的磨损部位主要为：1、机头架机尾架的中板、底板及槽帮钢。

2、中部槽的中板底板槽帮及滑靴道。

3、变线槽、过渡槽的中板、底板及槽帮。

4、链轮的链窝。

处理方案：利用等离子堆焊专用设备在刮板输送机的易磨损部位（如中板底板槽帮滑靴道等）堆焊一定形状的耐磨层，在刮板输送机运行时，刮板和链条不再直接磨损设备本体，而只磨损堆焊耐磨层，一个或两个工作面采完后刮板输送机基体基本不磨损，可以大大延长刮板输送机的使用寿命降低了因磨损给煤矿企业带来的损失。

应用二：等离子堆焊无火花高强度截齿截齿是采煤机和掘进机的主要磨损易耗件，消耗量很大，尤其遇到断层或夹矸较多时，消耗量会剧增。

每台采煤机每年需要消耗大约3000-5000支以上，每支按200元计算，每年将花费60万元以上。

另外更换采煤机截齿还会占用大量采煤时间，降低开机率。

如果不对损坏截齿进行及时更换，将不仅会对采煤机滚筒造成损坏，还会降低采煤效率。

采煤机或掘进机截齿在使用过程中一直处在高冲击、高摩擦的作用下，同时截齿还受到强大的弯曲应力和剪切应力，一般工作寿命都比较短。

其主要失效形式表现为：1、在使用过程中因磨损合金头逐渐变小直至消失。

此种情况为正常失效，合金头与齿体同步均匀磨损，并且能够实现自锐性，保持齿尖的锋利，使用寿命较长，否则会出现单面磨损。

等离子弧焊接

等离子弧焊接1. 简介等离子弧焊接是一种常用的焊接方法，利用等离子弧产生高温，将被焊接的材料熔化并连接在一起。

它具有焊接速度快、焊缝质量高、适用范围广等优点，在各个工业领域得到广泛应用。

2. 原理等离子弧焊接是利用电弧放电产生的高温等离子体来加热和熔化被焊接材料的方法。

通过电极和被焊件之间产生的电弧，使其产生的高温等离子体使被焊接材料熔化并连接在一起。

等离子弧焊接的原理包括以下几个方面：•电弧产生在等离子弧焊接过程中，通常使用直流电供电，通过正极、负极两个电极产生电弧放电。

正极电极通常为钨极，负极电极可以是钨、钼等高熔点金属。

•等离子体产生电弧放电产生的高温会使空气中的原子和分子离子化形成等离子体。

等离子体具有高温、高热量、高电导等特性。

•材料熔化和连接等离子体的高温可使被焊接材料迅速熔化。

通过控制电弧形成的热量和等离子体的速度，可使熔融材料与被焊件接触并融合在一起。

3. 设备和材料•等离子弧焊接设备–电源–控制系统–焊枪–气体供应系统•焊接材料–被焊件–焊条（焊丝）4. 焊接过程等离子弧焊接主要包括以下几个步骤：1.准备焊接材料–清洁被焊件表面，确保无杂质和油污。

–准备好所需的焊条或焊丝。

2.设置焊接参数–根据被焊件的材料和厚度，设置合适的电流和电压。

–设置气体流量和喷嘴的形状。

3.开始焊接–确保焊接区域没有杂散光线和易燃物。

–启动电源，使电极与被焊件接触，产生电弧。

4.控制焊接速度和角度–控制焊接速度，保证焊缝的均匀性。

–调整焊接角度，以获得所需的焊缝形状。

5.完成焊接–在焊接完成后，关闭电源。

–对焊缝进行清理和检查。

5. 应用领域等离子弧焊接在各个领域都有广泛应用，包括但不限于以下几个方面：•金属制造等离子弧焊接可用于焊接各种金属材料，如钢铁、铝合金、不锈钢等。

在汽车制造、造船、航空航天等领域具有重要地位。

•管道焊接等离子弧焊接可用于焊接各种管道，如石油管道、天然气管道、水管等。

它具有速度快、焊缝质量高等优点。

焊接中的等离子焊技术

焊接中的等离子焊技术焊接是与人们生活息息相关的一项技术，在制造业、建筑业等诸多领域都有广泛的应用。

而等离子焊则是焊接技术中非常重要的一种，它广泛应用于金属材料的连接与修复。

本文就从等离子焊的原理、特点、应用等方面入手，较详细地阐述等离子焊技术。

一、等离子焊的原理等离子是指气体分子或原子被能量激发后，电子从原子周层跃迁至中心核，中心核周围的电子云形成一个电离区域，这种电离区域就是等离子体。

在电弧发生时，电极之间的电流使气体分子发生电离，产生等离子体，从而形成电弧。

等离子焊就是利用这种电弧作为热源将工件加热，使其达到熔点，从而完成焊接。

等离子焊的主要特点就是高温、高速和高能量密度。

在等离子焊的过程中，电弧传热效率高，焊接速度快，所以可以用来焊接高导热系数的金属的薄板和薄壁管和其他结构件。

二、等离子焊技术的优势相较于其他焊接方法，等离子焊有很多优势。

1. 等离子焊的焊缝质量高，焊缝强度好。

等离子焊的焊接速度快，从而减少了热输入，焊缝的变形和气孔缺陷少，因此焊接质量比较高。

2. 等离子焊的焊接速度快。

由于等离子焊的热输入大，焊接速度快，从而可以提高工作效率和生产效率。

3. 等离子焊的生产环境整洁。

等离子焊使用气体作为保护气体，不产生明火和焦炭，不会污染环境，因此在生产环境整洁和卫生。

三、等离子焊的应用等离子焊在有色金属、合金材料、不锈钢、钢结构和硬质合金等材料的焊接方面有广泛的应用。

1. 有色金属和合金材料的焊接。

在精密电子仪器、航空航天等领域中，有色金属和合金材料的焊接是一种特殊的焊接方式，一般采用等离子焊。

2. 不锈钢的焊接。

等离子焊在不锈钢中的应用范围非常广泛，尤其在不锈钢的压力容器和管道中应用比较广泛，一般采用氩弧焊和等离子焊。

3. 钢结构焊接。

在钢结构中使用等离子焊，可以实现高速焊接，从而提高了工作效率和生产效率。

4. 硬质合金的焊接。

在硬质合金中使用等离子焊，可以实现高质量焊接，价格较为昂贵，因此一般都使用等离子焊进行连接。

等离子弧堆焊综述

材料表面工程结课论文——等离子弧堆焊学院（系）：专业：学生姓名：学号：教学老师：完成日期：目录摘要- 1 -一、堆焊简介........................................................................................................... - 1 -1.1堆焊定义 ................................................................................................. - 1 -1.2堆焊材料 ................................................................................................. - 1 -1.2.1 铁基堆焊合金 ........................................................................... - 1 -1.2.2 钴基堆焊合金 ........................................................................... - 2 -1.2.3 镍基堆焊合金 ........................................................................... - 2 -1.2.4 铜基堆焊合金 ........................................................................... - 2 -1.2.5 复合堆焊合金 ........................................................................... - 2 -1.3堆焊的常用方法 ..................................................................................... - 3 -1.3.1 手工电弧堆焊 ........................................................................... - 3 -1.3.2 氧—乙炔火焰堆焊 ................................................................... - 3 -1.3.3埋弧堆焊 ...................................................................................... - 4 -1.3.4钨极氩弧堆焊 .............................................................................. - 4 -1.3.5等离子弧堆焊 .............................................................................. - 5 -二、等离子弧堆焊简介........................................................................................... - 5 -2.1等离子弧的产生及特点 ......................................................................... - 5 -2.2等离子弧堆焊的原理及特点 ................................................................. - 6 -2.2.1 等离子弧堆焊的原理 ............................................................... - 6 -2.2.2 等离子弧堆焊的特点 ............................................................... - 7 -2.3等离子弧堆焊的分类 ............................................................................. - 8 -2.4粉末等离子弧堆焊 ................................................................................. - 8 -2.4.1 自熔性合金粉末 ....................................................................... - 8 -2.4.2 复合合金粉末 ........................................................................... - 9 -2.5等离子弧堆焊的应用 ............................................................................. - 9 -2.5.1 修复机械零件 ........................................................................... - 9 -2.5.2制造双金属零件 .......................................................................... - 9 -三、等离子弧堆焊的发展趋势............................................................................. - 10 -参考文献................................................................................................................. - 11 -摘要等离子弧堆焊工艺是表面涂覆技术的一个分支，是焊接工艺方法在表面工程领域中的重要应用。

等离子粉末堆焊

等离子粉末堆焊精密氩焊粉末堆焊1、数字型采用CPU处理器，输出准确精确控制。

采用优质的元件制造，性能可靠。

2、“单键飞梭“功能，一个数字按钮控制多个数字表,减少故障率，克服了电位器故障频繁的现象。

3、能量密度大，电弧方向性强。

融透性强。

可以产生稳定的小孔效应，通过小孔的效应可以获得良好的单面焊双面成型。

4、焊缝的质量对弧长的变化不敏感，这是由于等离子弧的形态接近圆柱形。

发散角很小（约5度）且挺直性好，弧度变化时加热斑点的面积影响很小，因此容易获得均匀的焊缝状态。

5、钨极缩在水冷喷嘴内部，不与工件接触，因此可以有效的避免焊缝金属的夹钨现象。

另外电弧的搅动性好，融池温度高，有利于融池内气体的释放。

6、等离子电弧由于压缩效应及热电离度较高，电流较小时仍很稳定，焊接电流可以小到0、1A稳定燃烧，特别适合焊接微型精密零件。

通过电弧的压缩，导电弧柱集中为一条细线，电流小，电弧稳定，溶池小，热影响区很窄，电极和喷嘴的孔径细小，并使弧柱收缩的更细,同时也提高热效率。

参数：型号DML-VO2B离子焊氩焊输入电源AC220V额定功率6KVA输出电流范围1-100A1-200A脉冲电流时间1-99ms1-999ms间隔时间0、1-2s0、1-2s重量100kg体积275x470x400mm基本原理：等离子粉末堆焊是以等离子弧作为热源，应用等离子弧产生的高温将合金粉末与基体表面迅速加热并一起熔化、混合、扩散、凝固，等离子束离开后自激冷却，形成一层高性能的合金层，从而实现零件表面的强化与硬化的堆焊工艺，由于等离子弧具有电弧温度高、传热率大、稳定性好，熔深可控性强，通过调节相关的堆焊参数，可对堆焊层的厚度、宽度、硬度在一定范围内自由调整。

等离子粉末堆焊后基体材料和堆焊材料之间形成融合界面，结合强度高；堆焊层组织致密，耐蚀及耐磨性好；基体材料与堆焊材料的稀释减少，材料特性变化小；利用粉末作为堆焊材料可提高合金设计的选择性，特别是能够顺利堆焊难熔材料，提高工件的耐磨、耐高温、耐腐蚀性。

等离子堆焊熔覆

等离子堆焊是一种先进的熔覆技术，它可以在工件表面堆焊一层耐磨、耐高温、耐腐蚀的高性能材料，以实现工件的修复、强化和升级。

等离子堆焊技术具有速度快、精度高、变形小等优点，因此在工业领域得到了广泛的应用。

等离子堆焊技术的原理是利用等离子弧作为焊接能源，将材料熔化后填充在工件的缝隙中，从而实现对工件的修复和强化。

等离子弧是一种高温高压的燃烧气体，它可以提供足够的能量将材料熔化，并且可以在很小的空间内产生很大的热量密度。

因此，等离子堆焊技术可以快速地完成焊接过程，并且可以精确控制焊缝的形状和尺寸。

等离子堆焊技术的主要应用领域包括机械制造、石油化工、航空航天、汽车制造等。

在机械制造领域，等离子堆焊技术可以用于修复和强化机械零件，如齿轮、轴、轧辊等。

在石油化工领域，等离子堆焊技术可以用于修复和强化化工设备，如管道、阀门、泵等。

在航空航天领域，等离子堆焊技术可以用于修复和强化航空器上的零部件，如发动机、机翼、机身等。

在汽车制造领域，等离子堆焊技术可以用于修复和强化汽车零部件，如发动机、变速箱、车轮等。

虽然等离子堆焊技术具有很多优点，但是它也存在一些缺点。

首先，等离子堆焊技术需要使用高能焊接能源，因此会产生大量的热能，容易导致工件变形和热影响区的产生。

其次，等离子堆焊技术的焊缝质量受到多种因素的影响，如材料成分、焊接参数、操作工艺等。

因此，在使用等离子堆焊技术时需要严格控制焊接参数和操作工艺，以保证焊缝的质量和性能。

总之，等离子堆焊技术是一种先进的熔覆技术，它可以在工件表面堆焊一层高性能材料，以实现工件的修复、强化和升级。

虽然等离子堆焊技术存在一些缺点，但是它具有速度快、精度高、变形小等优点，因此在工业领域得到了广泛的应用。

在使用等离子堆焊技术时需要严格控制焊接参数和操作工艺，以保证焊缝的质量和性能。

等离子堆焊技术

等离子堆焊技术
等离子堆焊技术是一种常用于金属焊接的高能密度焊接方法。

它利用带电粒子（通常是氩等稀有气体）在高温高能环境下，产生强烈的等离子体放电，从而将金属材料加热至熔化状态。

等离子堆焊技术具有以下特点：
1. 高能量密度：等离子堆焊技术可提供高达1000焦耳/平方厘
米的能量密度，从而能够实现快速、高效的焊接。

2. 低热输入：由于焊接瞬间完成，等离子堆焊技术能够大大降低热输入，减少对工件的影响，尤其适用于对热敏感材料的焊接。

3. 无需填充材料：等离子堆焊技术可实现金属材料之间的直接焊接，不需要额外的填充材料，从而节约成本。

4. 焊接质量高：通过控制等离子体放电的参数，可以实现焊接熔池的精确控制，从而获得高质量的焊接接头，具有良好的抗拉强度和耐腐蚀性。

5. 应用广泛：等离子堆焊技术适用于不同种类的金属材料焊接，包括钢、铝、铜等，可广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备等领域。

总之，等离子堆焊技术以其高能量密度、低热输入、无需填充材料等优点，成为金属焊接中的重要技术之一，为工业生产提供了高效、高质量的焊接解决方案。

等离子堆焊镍基合金粉

等离子堆焊镍基合金粉1. 引言等离子堆焊是一种常用的金属焊接技术，可以在高温下将金属粉末熔化并沉积在基材上，形成涂层或修复受损部件。

镍基合金粉是一种常用的堆焊材料，具有优异的耐热、耐腐蚀和高强度等特点。

本文将介绍等离子堆焊镍基合金粉的相关知识。

2. 镍基合金粉的特点镍基合金粉是由镍和其他合金元素组成的微细粉末，具有以下特点： - 耐热性：镍基合金粉具有优异的耐高温性能，能够在高温环境下保持较好的力学性能和化学稳定性。

- 耐腐蚀性：镍基合金粉对酸、碱、盐等腐蚀介质具有较好的耐蚀性，可以在恶劣的腐蚀环境中使用。

- 高强度：镍基合金粉具有较高的强度和硬度，能够在高应力条件下工作，不易变形和磨损。

- 良好的可塑性：镍基合金粉可以通过堆焊等加工工艺进行成型，适用于各种形状和尺寸的部件。

3. 等离子堆焊工艺等离子堆焊是一种热源焊接方法，通过利用等离子体产生的高温熔化金属粉末，并将其沉积在基材上。

该工艺包括以下步骤： 1. 准备工作：选择合适的镍基合金粉和基材，对基材进行清洁和表面处理，以提高涂层与基材的结合强度。

2. 等离子体产生：通过高频电源产生等离子体，将金属粉末加热到高温状态。

3. 粉末熔化：等离子体的高温能量使金属粉末熔化，形成熔池。

4. 沉积涂层：将熔化的金属粉末沉积在基材上，形成涂层或修复部件。

5. 冷却固化：等离子堆焊后的涂层或修复部件进行冷却，固化成为坚固的结构。

4. 等离子堆焊镍基合金粉的应用等离子堆焊镍基合金粉在各个领域都有广泛的应用，主要包括以下方面： - 航空航天领域：镍基合金粉可用于制造航空发动机部件、燃气涡轮叶片等高温耐磨件。

- 化工领域：镍基合金粉可用于制造化工设备、催化剂等耐腐蚀部件。

- 石油领域：镍基合金粉可用于制造油井套管、管道等耐腐蚀部件。

- 电子领域：镍基合金粉可用于制造电子元器件、电池等高温耐磨部件。

5. 镍基合金粉的选择与性能评估在选择镍基合金粉时，需要考虑以下因素： - 温度要求：根据使用环境的温度要求选择合适的镍基合金粉，以保证涂层在高温下具有良好的性能。

等离子粉末堆焊技术在石化工业的应用

等离子粉末堆焊技术在石化工业的应用中国农业机械化科学研究院表面工程技术研究所汪瑞军黄小鸥[摘要] 本文采用等离子堆焊工艺方法，对石油、化工行业中关键零部件堆焊Ni基、Co基材料，以达到表面改性目的。

试验表明，这一工艺方法对提高材料耐磨、耐腐蚀及高温性能，延长使用寿命，节省贵重材料，降低产品成本具有实际意义。

关键词：等离子堆焊合金粉末石油化工1.前言采用堆焊方法将高合金粉末材料堆焊在普通材料上，以提高材料耐磨损、耐腐蚀及高温性能，延长使用寿命，同时节省贵重材料，降低产品的成本。

这一方法已在石油、化工行业中得到应用。

本文针对石化工业中，生产设备工况条件的三高（即高腐蚀、高磨损及高温），采用等离子粉末堆焊工艺，将Ni基或Co基高合金材料堆焊在设备零配件密封面上，达到提高设备使用寿命的目的。

2.试验工艺及设备2.1 试验设备等离子粉末堆焊是将等离子弧作为热源，以一定成分合金粉末作为填充金属的特种堆焊工艺。

其较高的生产率，美观的成型以及堆焊过程易于实现机械化及自动化，使这一工艺得到较快的发展[1]。

图1是等离子粉末堆焊工艺原理图[2]。

图1 等离子粉末堆焊工艺原理图2 钨极氩弧焊和等离子粉末堆焊的比较图2是等离子粉末堆焊工艺与熔化极惰性气体保护焊及喷涂工艺在几个性能上的比较[2]。

与电弧焊及熔化极惰性气体保护焊相比，采用等离子粉末堆焊工艺，基体材料和堆焊材料之间形成融合界面，结合强度高；堆焊层组织致密，耐蚀及耐磨性好；基体材料与堆焊材料的稀释减少，材料特性无变化；气孔、氧化物、夹渣等缺陷几乎没有；利用粉末作为堆焊材料可提高合金设计的选择性，特别是能够顺利堆焊难熔材料，如WC材料等。

图3是等离子粉末堆焊与气焊的微观组织照片比较（×400）[3]。

图3 PPW焊与气焊的微观组织（×400）本试验采用德国Hettiger公司与日本Daido公司合作生产的等离子粉末堆焊设备PTA—200。

如图4所示。

等离子弧焊类型、原理、优缺点、适用范围及等离子焊接设备操作规程

等离子弧焊类型、原理、优缺点、适用范围及等离子焊接设备操作规程1、等离子弧产生及类型：⑴、等离子弧产生：①、等离子弧焊是利用高温的等离子弧来焊接用气焊和普通电弧焊所难以焊接的难熔金属的一种熔焊方法。

②、离子弧焊利用气体在电弧中电离后，再经过热收缩效应、机械收缩效应、磁收缩效应而产生的一种超高温热源进行焊接，温度可达20000℃左右。

③、等离子弧的发生装置如图11-1所示。

在钨极（-极）和焊件（+极）之间加上一个较高的电压，经过高频振荡器的激发，使气体电离形成电弧。

此电弧在通过具有特殊孔型的喷嘴时，经过机械压缩、热收缩和磁场的收缩效应，弧柱被压缩到很细的范围内。

这时的电弧能量高度集中，其能量密度可达10°～10°W/cm²，温度也达到极高程度，其弧柱中心温度可达16000～33000℃；弧柱内的气体得到了高度的电离，因此，等离子弧不仅被广泛用于焊接、喷涂、堆焊，而且可用于金属和非金属切割。

⑵、等离子弧类型及电源连接方式：①、非转移型弧。

钨极接电源负极，喷嘴接电源正极，等离子弧体产生于钨极和喷嘴内表面之间（见图11-2a），工件本身不通电、而是被间接加热熔化，其热量的有效利用率不高，故不宜用于较厚材料的焊接和切割。

②、转移型弧。

钨极接电源负极，焊件接电源正极，首先在钨极和喷嘴之间引燃小电弧后，随即接通钨极与焊件之间的电路，再切断喷嘴与钨极之间的电路，同时钨极与喷嘴间的电弧熄灭，电弧转移到钨极与焊件间直接燃烧，这类电弧称为转移型弧（见图11-2b）。

这种等离子弧可以直接加热工件，提高了热量有效利用率，故可用于中等厚度以上工件的焊接与切割。

③、联合型弧。

转移型弧和非转移型弧同时存在的等离子弧称为联合型弧（见图11-2c）。

联合型弧的两个电弧分别由两个电源供电主电源加在钨极和焊件间产生等离子弧，是主要焊接热源。

另一个电源加在钨极和喷嘴间产生小电弧，称为维持电弧。

联合弧主要用于微弧等离子焊接和粉末材料的喷焊。

等离子堆焊技术在各行业应用

粉末等离子弧堆焊技术——唐山博特表面工程技术有限公司1.原理与特点1.1原理粉末等离子弧堆焊的基本过程如图1所示，利用等离子弧焊枪（或称喷枪，等离子弧发生器），在阴极和水冷紫铜喷嘴之间，或阴极和工件之间，使气体电离形成电弧, 此电弧通过孔径较小的喷嘴孔道,弧柱的直径受到限制，在压缩孔道冷气壁的作用下, 产生热收缩效应、机械压缩效应、自磁压缩效应，使弧柱受到强行压缩，这种电弧为“压缩电弧”，称为等离子弧。

电弧被压缩后，和自山电弧相比会产生很大的变化，突出的是弧柱直径变细,促使弧柱电流密度显著提高，气体电离很充分，因而电弧具有温度高、能量集中、电弧稳定、可控性好等特点。

等离子弧焊枪产生的等离子弧分非转移型弧（阴极与喷嘴间建立的电弧）和转移型弧（阴极与工件间建立的电弧）。

等离子弧堆焊的主要热源是转移型等离子弧。

一）非转移型电弧:非转移型电弧燃烧在钩极与喷嘴之间，焊接时电源正极接水冷铜喷嘴，负极接钩极，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鹄极与工件之间，焊接时首先引燃鹄极与喷嘴间的非转移弧，然后将电弧转移到磚极与工件之间;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。

（1）等离子弧区的温度高达（（1.0-5. 0 ） x 104 K,因此可以堆焊各种金属，使用材料范围广, 制备简单，可配置不同性能的粉末；（2）工艺稳定性好，熔化材料的喷射速度可高达600m/s,因此，堆焊层的材料密度高、机械性能好；（3）沉积效率比较高（可高达98kg/h） ; （4）调节性好，易于自动化操作；（5）稀释率低，小于5%,能充分保证合金材料性能，并且采用氢气、氮气等作为工作气体，被堆焊材料不易氧化；（6）堆焊层平整光滑，尺寸范围宽，且可精确控制，一次可以堆焊宽1 一150mm,厚0. 25 - 8mm; （7）被堆焊的上件温度较低,一般不易变形，为了进一步降低堆焊时工件的温度,还可以用气体对工件进行冷却。

阀门堆焊之“星”工艺——等离子粉末堆焊

堆焊中应用非常适合，也是目前阀
门制造中应用前景最为广泛的技术
弧焊焊接后低１００。Ｃ以上。
使用材料
之一。由于等离子弧焊具有弧柱温度高，热量集中、稀释率低，使用
■ （１）堆焊合金层与工件基体
呈冶金结合，结合强度高；世界范
零件表面不经复杂的前处理工艺，直接进行粉末等离子弧堆焊：
要求较高的阀门需要使用钴基合金
进行堆焊，铸钢或不锈钢阀门使用不锈钢粉末或镍基粉末进行堆焊，
（５）与其他等离子堆焊相比
设备构造便利，低耗、高效、实用易操作，维修维护方便；焊接电源、控制箱、送粉器、
一材料方面，等离子堆焊主要使用粉末材料。粉末材料的质量，成
分的正确配比，以及工艺上的合理
选用，直接影响到堆焊层的质量。
粉末喷焊等优点，可以大大简化堆焊材料的制造过程，特别是可以利
用多种合金元素，在等离子弧的作
用下得到不同性能的硬化密封面，
的调节
合金，以获得所需性能的堆焊层。（９）堆焊大型工件效率高。
一
化焊接，灵活方便。一般说来，中小型零件的单道堆焊工作时间短，对喷枪的要求只限于使用柔性弧以
便获得冲击小、硬度均匀、组织致密的高质量堆焊层。除了喷枪本身带有保护嘴外，对于大功率喷枪，
合金粉末作为堆焊材料，不受铸造、轧制、拔丝等加工工艺的限制，可依据不同性能要求配置不同成分的合金粉末，特别适用于那些

等离子堆焊技术

等离子堆焊技术的原理与应用摘要：等离子弧堆焊是利用等离子弧作为热源将填加金属熔化，使之与基体金属作为实现冶金结合的一种堆焊方法。

等离子堆焊技术具有节能、高效和质量稳定等特点，使其成为重要的绿色制造及再制造技术之一[1]。

随着国内制造业的迅速发展，焊接技术尤其是等离子堆焊技术也得到较快的发展。

本文介绍了等离子堆焊技术的原理、应用以及发展前景。

关键词：等离子堆焊技术原理设备与材料工艺及应用引言：等离子堆焊于20世纪60年代开始投入工业应用。

它是利用焊炬的钨极作为电流的负极和基体作为电流的正极之间产生的等离子体作为热量，并将热量转移至被焊接的工件表面，并向该热能区域送入焊接粉末，使其熔化后沉积在被焊接工件表面，从而实现零件表面的强化与硬化的堆焊工艺。

该堆焊技术具有生产率高，成型美观以及堆焊过程易于实现机械化及自动化等优点。

与钨极氩弧焊相比，等离子堆焊具有熔深可控性强、熔敷速度大、生产率较高，堆焊后基体材料与堆焊材料之间的界面呈冶金结合状态，其结合强度高，热输入量低，稀释率小。

更为重要的是，由于钨极承载电流的能力较差，因此在氩弧焊中较大的电流会引起钨极熔化和蒸发，其微粒有可能进入熔池，造成污染，而等离子堆焊中钨极需要承受电流较小[2-3]；与手工电弧焊相比，虽然在应用灵活性、方便性上稍逊一筹，但在生产效率上枪体现出明显的优势，且手工电弧焊劳动强度较大、影响焊工健康，产品质量受焊工水平和焊条质量影响较大；与埋弧焊相比，在焊接位置上的灵活性比较大。

另外等离子弧本身具有弧心热量集中、电弧稳定、稀释率低等优点。

随着自控技术的发展，越来越多的堆焊设备中引入了PLC控制，从而实现对弧压、电流、送粉量、摆动幅度他摆动频率等堆焊重要参数的精确控制，另外在堆焊系统中引入数控系统，可以控制焊枪行走速度和工件运动，通过调节相关的堆焊参数，可以对堆焊层的厚度、宽度、硬度在一定范围内自由调整[4]；与其他堆焊技术相比，等离子堆焊过程中基体材料与堆焊材料的互熔较少，堆焊材料特性变化小；另外采用粉末作为堆焊材料可提高合金设计的自由度，使堆焊难熔材料成为可能，从而大幅度提高工件的耐磨、耐高温、耐腐蚀性[5]。

等离子堆焊技术的研究与应用

中图分类号：ＴＧ４５６
文献标识码：Ａ
文章编号：１００６ — ４３１１（２０１３）２８ — ００４６ — ０２
Ｏ引言
调节等离子电
等离子堆焊其实质上是一种熔化焊工艺。六十年代弧压缩性的基本方初期，等离子电弧就已经开始用于等离子粉末堆焊，并且法有：改变喷嘴结已有商业化的产品问世。七十年代以后，等离子粉末堆焊构参数（图２）、调节和等离子喷涂、氧一乙炔喷熔、堆焊、氧一乙炔喷涂以及电弧等离子堆焊的工艺喷涂等实用技术一起相继发展起来，并得到广泛应用。等参数、更换气体的离子熔化极堆焊和反极性弱等离子弧堆焊等方法也相继种类等等。
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怨
１等离子堆焊技术的原理
图１是典型的等
离子堆焊方法的原理
图。其中，非转移弧由非转移弧电源供电，在高频（ＨＦ）发生器的引导下于电极尖端和压
学成分可灵活变Ｌ：送粉孔道长度
化，因而与采用丝
Ｈ：电极内缩深度
图２喷嘴结构的可调性
材的其它堆焊方法相比，等离子堆焊层的成分和性能更容易调整。等离子堆焊中最常用的粉末材料是自熔剂合金粉末（ｓｅｌｆ－ｌｆｕｘｉｎｇａｌｌｏｙｐｏｗｄｅｒ）。这是一种自身具有熔剂作用的合金粉末，在熔敷堆焊时不需外加焊剂，合金本身就具有脱氧、造渣和改善润湿性等作用。在使用过程中，亦可以将两种或两种以上不同类型的粉末（其中一种可以是硬质

等离子焊接的原理和应用

等离子焊接的原理和应用1. 等离子焊接的原理等离子焊接是一种常见的金属焊接方法，它利用高温等离子体的热能来加热和熔化焊接材料，从而实现焊接的目的。

具体来说，等离子焊接的原理可以归结为以下几个方面：•等离子体产生：等离子体是一种高度电离的气体，在等离子焊接过程中，需要通过外部能量源来产生等离子体。

常见的方法包括电弧放电、激光加热和等离子体喷射等。

•等离子体加热：等离子体具有很高的温度，可以达到几千摄氏度甚至更高。

在焊接过程中，高温等离子体通过传导、对流和辐射等方式将热能传递给焊接材料，使其达到熔化温度。

•材料熔化和混合：当焊接材料表面被高温等离子体加热后，其开始熔化并与周围的材料混合。

在等离子焊接中，焊接材料可以是同种金属或不同种金属，甚至可以是金属和非金属的组合。

•冷却和固化：在焊接完成后，焊接材料会在大气中快速冷却，并逐渐固化。

冷却速度和焊接材料的物理性质有关，不同的冷却速度会影响焊缝的组织结构和力学性能。

等离子焊接的原理简单明了，通过高温等离子体的加热作用实现焊接材料的熔化和混合，从而实现焊接的目的。

2. 等离子焊接的应用等离子焊接是一种广泛应用于各个领域的焊接技术，其应用范围包括但不限于以下几个方面：2.1 电子和电器行业电子和电器行业是等离子焊接的主要应用领域之一。

在电子器件的制造过程中，等离子焊接可以实现电路板的连接、导线的焊接以及芯片的封装等。

由于等离子焊接具有高热效率和较小的热影响区域，因此可以确保焊接过程中电子器件的可靠性和稳定性。

2.2 汽车工业汽车工业是另一个重要的等离子焊接应用领域。

在汽车制造过程中，等离子焊接可以用于焊接车身零部件、汽车底盘以及汽车发动机等。

等离子焊接具有焊接速度快、焊缝质量高以及焊接后无需进一步加工等优点，因此能够大大提高汽车生产的效率和质量。

2.3 航空航天工业航空航天工业也是等离子焊接的重要应用领域之一。

在航空航天器的制造过程中，等离子焊接可以用于焊接航天器的外壳、燃烧室以及发动机等。

等离子堆焊

一、表面工程引言表面工程技术是表面处理、表面涂(镀)层及表面改性的总称，是20世纪80年代世界十项关键技术之一，将成为21世纪主导技术之一。

表面工程技术是通过运用各种物理、化学或机械工艺过程来改变基材表面状态、化学成分、组织结构或形成特殊覆层，使基体表面具有不同于基体的某种特殊性能，从而达到特定的使用要求。

该技术不仪用于维修业，还用于制造业，是先进制造技术的重要组成部分，表面工程技术日益受到世界各国的重视，发展了各种用于表面工程的新型工艺技术，包括表面改性技术、表面薄膜制备技术和表面涂层技术。

1热喷涂热喷涂是一种重要的表向工程技术，通过在普通材料的表面喷涂保护层、强化层和装饰层，来实现耐磨、耐蚀、耐局温、绝缘、导光的功能特性。

近20年来发展迅速，由早期制备一般的装饰性和防护性涂层发展到各种功能性涂层，由产品的维修发展到大批量的产品制造:由单一涂层发展到包括产品失效分析、表向预处理、喷涂材料和设备的选择、涂层后加工的热喷涂系统工程。

其应用领域从宇航业开始，迅速发展到各民用工业部门。

热喷涂所用热源从电弧到等离子体、激光、电子束等，其喷涂粒子飞行速度从最初的几十m/s、提局到1000m/s、(爆炸喷涂)，在我国“六五”、“七五”、“八五”期间连续被列为重点推广项目。

热喷涂技术有许多工艺方法，目前应用比较厂泛的主要有火焰喷涂(丝材火焰喷涂、粉末火焰喷涂、爆炸喷涂、超音速火焰喷涂)、等离子喷涂和电弧喷涂。

由于电弧性能不断改善，电弧喷涂在20世纪80年代再次兴起。

其原理是通过送丝装置将两根丝状金属喷涂材料送进喷极中两导电嘴内，作为阴、阳极，利用其接触短路生成电弧，熔化丝材，井用压缩空气雾化喷射到工件表面形成致密结合层。

由于用电能作为能源，在节能和经济方面都优于其它喷涂方法，喷涂效率局，涂层结合强度高，对于恶劣环境下的工件防腐，如煤矿井筒、水冷壁十分有效，用电弧喷涂Cr13修复造纸烘缸既耐磨又耐蚀。

目前我国的研究主要集中在封闭式电弧喷枪、推丝式送丝机构、平特性电源、药芯丝材喷涂材料等方面，国际上己研究高速射流电弧喷涂技术。

等离子粉末堆焊

等离子粉末堆焊简介等离子粉末堆焊是一种高新技术表面修复工艺，通过利用等离子场中的高温等离子体束流对粉末材料进行加热熔融，然后瞬间凝固形成新的表面层，从而达到修复和加固材料表面的目的。

工艺原理等离子粉末堆焊的工艺原理建立在等离子体的基础上。

等离子体是由高温离子和自由电子组成的高度电离的气体状态。

在等离子体喷涂过程中，粉末材料首先被喷涂到待修复的基材表面上，然后通过等离子场的高温等离子体束流对粉末进行加热熔融，形成液态金属粒子，最后液态金属粒子迅速凝固形成新的表面层。

应用领域等离子粉末堆焊技术在航空航天、汽车制造、电子设备、石油化工等领域得到广泛应用。

在航空航天领域，等离子粉末堆焊技术可以修复和修理飞机发动机叶片、涡轮叶片等重要部件，提高其使用寿命和性能。

在汽车制造领域，等离子粉末堆焊技术可以修复汽车发动机缸盖、凸轮轴等部件，提高汽车零部件的耐磨性和耐腐蚀性。

优势和局限等离子粉末堆焊技术具有操作简单、效率高、成本低的优势，可以实现复杂表面的修复和加固。

然而，由于等离子粉末堆焊技术对设备和操作人员要求较高，所以在应用过程中需要严格控制操作参数和工艺流程，以确保制造出的产品符合高质量的要求。

发展趋势随着科学技术的不断进步，等离子粉末堆焊技术在材料制备、表面修复等领域的应用范围将会不断扩大。

未来，等离子粉末堆焊技术有望实现与3D打印、激光熔覆等其他表面修复技术的整合，共同推动表面修复技术的发展。

结论综上所述，等离子粉末堆焊是一种高新技术表面修复工艺，具有广泛的应用前景和发展潜力。

通过不断的技术革新和工艺优化，等离子粉末堆焊技术将为现代制造业的发展带来更多的机遇和挑战。

浅谈等离子堆焊技术应用

浅谈等离子堆焊技术应用发表时间：2019-02-25T11:51:02.173Z 来源：《防护工程》2018年第33期作者：杨萍[导读] 所谓的等离子堆焊主要就是通过等离子弧对金属进行加热熔化，最终和基体金属结合为一体的堆焊方式。

此种堆焊技术符合现代技术节能、高效以及稳定等优势，已经成为了现代绿色制造的重要技术之一。

自贡长城硬面材料有限公司四川自贡 643000摘要：所谓的等离子堆焊主要就是通过等离子弧对金属进行加热熔化，最终和基体金属结合为一体的堆焊方式。

此种堆焊技术符合现代技术节能、高效以及稳定等优势，已经成为了现代绿色制造的重要技术之一。

近些年我国的制造行业得到了快速提升，这也推动了等离子堆焊技术的快速提升。

本文主要阐述等离子堆焊技术相关内容，介绍了等离子堆焊技术应用方面，希望能够对相关人士有所帮助。

关键词：：等离子；堆焊技术；应用引言等离子堆焊技术经过了几十年的发展有了飞速提升，由于此技术具有比较高的生产率、成型美观并且堆焊过程容易实现机械化以及自动化等优势得到了广泛的应用。

相比于其他堆焊技术来说，等离子堆焊过程中的基体材料和堆焊材料互熔较少，堆焊材料的特性改变较少。

同时，通过粉末当作堆焊材料能够有效提升合金设计自由度，从而提升难熔材料堆焊的概率，这也就大大提升了等离子堆焊技术的应用，例如在石油方面、化工方面、工程机械方面、矿山机械方面等等。

1 等离子堆焊技术的应用因为等离子堆焊技术具有非常大的优点，其应用行业不断增加，目前已经在工程机械、矿山机械、石油化工等行业得到了有效应用。

（1）在阀门密封方面的应用阀门在实际使用过程中常常面临着比较高的温度以及比较高的流体压力，同时阀门多次的启闭必然会造成密封面之间发生摩擦以及挤压，再加上受到流体的冲击会造成阀门密封面的损伤，从而造成泄漏量的增加，随着时间的积累会使阀门无法使用，严重情况下会造成安全事故。

所以阀门密封面堆焊技术的情况会直接影响到阀门的使用寿命以及安全可靠性。

等离子焊接技术及其应用

等离子焊接技术及其应用0 引言随着现代工业的迅速发展, 不锈钢由于具有外表华丽、耐蚀性能优良和可冷、热加工的性能, 在食品/医疗设备、石化压力容器、不锈钢管道、染整设备、储运罐箱、特种船舶和航空航天等行业中倍受青睐。

目前中国可年产近900 万t 不锈钢, 有望成为世界第一大不锈钢生产、制造大国, 作为产品生产的主要技术之一的焊接技术也开始由原来的手工焊接技术向高效的自动焊接技术转变, 这其中应用最为广泛就是等离子焊接技术。

在国外, 等离子工艺技术已在不锈钢中、薄板制造中得到了大量普及应用。

1 等离子焊接原理1.1 等离子焊接定义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电流大小。

普通电弧射流速度为80～150 m/s, 等离子电弧的射流速度可以达到300～2 000 m/s, 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 电弧能量密度为50～100W/mm2, 弧柱中心温度在24 000 K以上, 而TIG 电弧弧柱中心温度在5 000～8 000 K 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)焊接同被称为高能密度焊接。

等离子焊接及穿孔示意如图1所示。

图1 等离子焊接及其穿孔示意1.2 等离子电弧的分类按电源连接方式分类, 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], 主要适合于导热性较好的材料焊接。

但由于电弧能量主要通过喷嘴, 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, 然后过渡到转移弧, 形成转移电弧时, 非转移弧同时切断。