等离子弧焊接与切割

第5章 等离子弧焊接与切割
5.2 焊接设备及工艺
5.2.2 焊接工艺 5.2.2.4 等离子弧切割
（6） 气体流量
气体的流量应与喷嘴孔径适应，可按规定选取。
第5章 等离子弧焊接与切割
5.2 焊接设备及工艺
5.2.2 焊接工艺 5.2.2.4 等离子弧切割
（7） 空载电压与工作电压
空载电压由切割电源决定，但与切割厚度及选用的工作气体的性质有关
当把一个用水冷却的铜制喷嘴放置在其通道上，强迫这个“自由电弧”从细小
的喷嘴孔中通过，利用喷嘴孔的直径对弧柱进行强制压缩，就可以获得“压缩电 弧”，如图5-1(b)所示 。
接下图
第5章 等离子弧焊接与切割
5.1 概述
5.1.2 等离子弧 接上图
第5章 等离子弧焊接与切割
5.1 概述
5.1.2 等离子弧 等离பைடு நூலகம்弧按不同的接线方式和工作方式可分为非转移型、转移型和联合型等离子弧 三类，如图5-2所示
子弧焊。
第5章 等离子弧焊接与切割
5.1 概述
5.1.1 焊接特点 5. 1 .1.1 等离子焊接 等离子弧焊时可能出现的缺陷、形成原因及防止方法，见表5-1
第5章 等离子弧焊接与切割
5.1 概述
5.1.1 焊接特点 5. 1 .1.2 等离子切割 等离子切割常用的等离子弧切割方法及其应用见表5-2
（1）
薄板对接焊工艺要点
几种板材的等离子弧对接焊的焊接参数见表5-11
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5.2 焊接设备及工艺
5.2.2 焊接工艺 5.2.2.5 焊接实例
（2）
直管对接焊工艺要点
1
切割钢管端头，保证切割面 与钢管轴线垂直
3
选好焊接参数进行焊接
2
把制备好的钢管送到 焊管机中定位后卡紧
4
对有余高要求的钢管及焊前预留 间隙或加工坡口的钢管对接焊
1 2
弧焊电源 控制系统
4 5
水路系统 焊枪
3
气路系统
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5.2 焊接设备及工艺
5.2.1 常用设备 5.2.1.2 等离子弧切割设备 等离子弧切割设备通常由电源、高频发生器、割炬、控制系统(控制箱)、供气系统、冷 却水系统、切割机(切割小车、数控切割机)和切割工作台等组成 。
割缝宽B的关系见图5-6
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5.2 焊接设备及工艺
5.2.2 焊接工艺 5.2.2.4 等离子弧切割
（5） 电极内缩量
电极内缩量指的是钨极尖端至喷嘴内端面的距离。内缩量对等离子弧的压缩性 及穿透能力都有影响。内缩量的最佳位置应该在气流的虹吸作用区，使电极端头处
于相对的“真空”状态，既不易烧损电极，又对压缩电弧有利。
第5章 等离子弧焊接与切割
5.1 概述
5.1.1 焊接特点 5. 1 .1.1 等离子焊接 等离子弧焊接根据电流大小的不同分为微束等离子弧焊和大电流等离子弧焊两 类；根据使用极性的不同分为直流正极性等离子弧焊、直流反极性等离子弧焊和交
流等离子弧焊；根据焊接电流种类的不同分为连续电流等离子弧焊和脉冲电流等离
工作电压除与电源外特性、工作气体有关外，还与割炬结构、气体流量、喷嘴高度、 切割速度等焊接参数有关。
第5章 等离子弧焊接与切割
5.2 焊接设备及工艺
5.2.2 焊接工艺 5.2.2.4 等离子弧切割
（8） 切割速度
切割速度由工件厚度、切割电流、气体流量、喷嘴孔径等决定等。离子弧切割时常 见故障及排除方法见表5-9
断面呈酒杯状，如图5-4所示。
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5.2 焊接设备及工艺
5.2.2 焊接工艺
5.2.2.1 大电流等离子弧焊
（1） 等离子弧焊焊接参数
1 2 3 4
焊接电流 等离子流量 焊接速度 喷嘴几何尺寸
5 6 7 8
钨极内缩量 喷嘴高度 钨极直径与形状 保护气成分和流量
第5章 等离子弧焊接与切割
1
用精度较高的剪床剪 直钢带的待焊边缘 用丙酮或其他去油剂擦 去待焊的油污 把准备好的钢带在卡具 上对正、装配、卡紧
4 5 6
装引弧板并在与对缝的 交点上进行点焊 调好参数后在引弧板上起焊 松开卡具、去掉引弧板
2
3
第5章 等离子弧焊接与切割
5.2 焊接设备及工艺
5.2.2 焊接工艺 5.2.2.5 焊接实例
5.2.2 焊接工艺 5.2.2.4 等离子弧切割
（1） 工作气体的选择
切割不锈钢和铝时，可按表5-8选择工作气体
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5.2 焊接设备及工艺
5.2.2 焊接工艺 5.2.2.4 等离子弧切割
（2） 喷嘴孔径的选择
根据被切割材料的厚度按图5-5确定喷嘴孔径
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5.2 焊接设备及工艺
5.2.2 焊接工艺
5.2.2.1 大电流等离子弧焊
（1） 等离子弧焊焊接参数
不同材料、不同厚度焊接时所用离子气和保护气比例见表5-5
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5.2 焊接设备及工艺
5.2.2 焊接工艺
5.2.2.1 大电流等离子弧焊
（2） 焊接工艺
目前用穿透型焊接法焊接不锈钢、低合金钢、低碳钢、钛、镍基合金、黄铜、紫铜、锆等
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5.2 焊接设备及工艺
5.2.2 焊接工艺 5.2.2.4 等离子弧切割
（8） 切割速度
空气等离子弧切割过程中的常见故障、产生原因及预防措施见表5-10
第5章 等离子弧焊接与切割
5.2 焊接设备及工艺
5.2.2 焊接工艺 5.2.2.5 焊接实例
（1）
薄板对接焊工艺要点
5.2 焊接设备及工艺
5.2.2 焊接工艺 5.2.2.4 等离子弧切割
（3） 确定切割电流
可按下式确定切割电流 I＝(70～100)d
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5.2 焊接设备及工艺
5.2.2 焊接工艺 5.2.2.4 等离子弧切割
（4） 喷嘴高度
喷嘴高度指的是喷嘴端面至工件表面的距离。喷嘴高度H与切割速度v、工作电压U及
脉冲等离子弧焊时，熔池体积小，焊接热效率高，热影响区小；焊缝金属在高温停留
时间短，杂质渗入的可能性小，热裂倾向小；通过对脉冲参数的调整，可以控制焊缝金属 的组织，改善接头质量；通过控制焊点的熔池大小和形状，扩大焊接材料的厚度范围，可 进行全位置焊 。
第5章 等离子弧焊接与切割
5.2 焊接设备及工艺
第五章
等离子弧焊接与切割
第5章 等离子弧焊接与切割
5.1 概述
定义 等离子弧焊接是借助水冷喷嘴对电弧的拘束作用，获得较高能量密度的等离子弧 进行焊接的方法。它是由钨极惰性气体保护焊演变而来的一种特殊焊接方法。
等离子弧切割是利用等离子弧的热能实现切割的方法。切割时，等离子弧将被割 件熔化，并借助等离子流的冲击力将熔化金属排除，从而形成切口 。
金属的焊接参数见附表14，常见的缺陷及预防措施见表5-6
第5章 等离子弧焊接与切割
5.2 焊接设备及工艺
5.2.2 焊接工艺 5.2.2.2 微束等离子弧焊 微束等离子弧焊与大电流等离子弧焊的焊接参数比较见表5-7。
第5章 等离子弧焊接与切割
5.2 焊接设备及工艺
5.2.2 焊接工艺 5.2.2.3 脉冲等离子弧焊
第5章 等离子弧焊接与切割
5.2 焊接设备及工艺
5.2.2 焊接工艺 进行等离子弧焊时，其接头形式主要采用I形对接、薄板搭接、T形接头、端接、卷 边对接、外角接头及点焊接头等。用钨极气体保护焊方法可以焊接的接头与结构，多数 都可用等离子弧焊方法完成。等离子弧焊能一次焊透较厚的金属，见表5-4
第5章 等离子弧焊接与切割
5.2 焊接设备及工艺
5.2.2 焊接工艺
5.2.2.1 大电流等离子弧焊
大电流等离子弧焊又分为穿透型等离子弧焊(又叫小孔焊法)和熔透型等离子弧焊(又 叫熔入法)。穿透型焊接法是电弧在熔池前穿透工件形成小孔，随着热源移动在小孔后 形成焊道的焊接方法。焊炬前进时，小孔在电弧后面闭合，形成完全穿透的焊缝。焊缝
第5章 等离子弧焊接与切割
5.2 焊接设备及工艺
5.2.1 常用设备 5.2.1.1 等离子弧焊设备 主要包括弧焊电源、控制系统、焊枪、气路系统、水路系统。根据不同的需要有 时还包括送丝系统、机械旋转系统或行走系统以及装夹系统等，如图5-3所示
第5章 等离子弧焊接与切割
5.2 焊接设备及工艺
5.2.1 常用设备 5.2.1.1 等离子弧焊设备
第5章 等离子弧焊接与切割
5.1 概述
5.1.1 焊接特点 5. 1 .1.2 等离子切割 等离子弧切割用材料包括气体及电极材料，具体选择见表5-3
第5章 等离子弧焊接与切割
5.1 概述
5.1.2 等离子弧 目前，焊接领域中应用的等离子弧实际是一种高能量密度的“压缩电弧”，是 近代由钨极气体保护电弧发展起来的一种新型高温热源。如图5-1(a)所示。