等离子弧焊方案
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喷嘴一般采用导热性能良好的纯铜材料制造,大功率喷嘴 必须采用直接水冷,且保证有足够水流量和水压力,最好配专 用高压水源(0.5~0.8MPa)。采用循环的蒸馏水直接冷却枪体, 再经换热器用自来水冷却蒸馏水,效果更好。为了提高冷却效 果,喷嘴壁厚一般为2~2.5mm。但壁厚过薄,会影响喷嘴寿命。
四、 电极
多孔型喷嘴除了中心主孔外,主孔左右还有多个小孔。可使等离 子弧在喷嘴外得到二次压缩,有利于进一步提高等离子弧挺度及切 口质量。但小孔易受金属飞溅物堵塞,并造成等离子弧偏转,因此 并未得到广泛应用。
扩散型喷嘴的基本形式:
这类喷嘴压缩程度降低,有利于提高等离子弧的稳定性,便于 单面焊双面成型,还可提高喷嘴的使用寿命,在焊接、切割、堆焊、 喷涂中均有应用。
随着等离子弧沿焊接方向的移 动,熔化金属依靠其表面张力 的承托,沿着小孔两侧的固体 壁面向后方流动,熔池后方的 金属不断封填小孔,并冷却凝 固形成焊缝。
焊缝断面为酒杯状。
2、普通熔透型等离子弧焊(熔入型焊接法) 工艺特点:
弧柱压缩程度较弱,等离子气流喷出速度较小。
在焊接过程中不形成小孔效 应,焊件背面无“尾焰”。 液态金属熔池在弧柱的下面, 靠熔池金属的热传导作用熔 透母材,实现焊透。
4、喷嘴的压缩角α 实际上它对等离子弧的压缩状态影响不大,特别当等离子
气体流量较小,孔道比较小时,30º ~ 180º 均可用,但应考虑跟 钨极端部形状相配合,如果压缩角小于钨极末端尖锥的角度时, 易在喷嘴内腔锥壁和钨极末端锥面之间产生打弧现象,使等离 子弧不稳定,因此压缩角的大小应根据具体情况而定,常用的 压缩角值约为60º ~ 75º。 5、材料和冷却
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 锆钨极或锆电极。钨极一般需要进行水冷,小电流时采用 间接水冷方式,钨极为棒状电极;大电流时,采用直接水 冷,钨极为镶嵌式结构。
2、形状:
为了方便引弧和增加电弧稳定性,电极端部常加工成 一定形状。当电流小、电极直径细时,棒状电极端头一般 磨成尖锥形或尖锥平台形,锥角可以小一些;电流较大、 电极直径粗时,可磨成圆台形、锥球形、球形,以减缓电 极烧损。
3、电磁压缩 将通过喷嘴的弧柱看作是许多载流导线束,由 于电流同向,因此会彼此吸引,形成一个指向弧柱中心的力场 ,这就是电磁压缩。 通过喷嘴的电弧电流越大,磁压缩作用就 越强。
第二节 等离子弧的分类
按电源供电方式不同分为: 1、非转移型电弧 非转移型电弧燃烧在钨极与喷嘴之间,工件不接电。适用于 用于喷涂、薄板焊割。 2、转移型电弧 转移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。这种电弧用于大电流 焊接及切割。 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,因此适合于小电流、微束等 离子弧焊及粉末堆焊。
(2)当焊接电流较大时,等离子弧的磁收缩效应使弧柱直径的增 加收到限制,静特性曲线会出现平的或上升的伏安特性;
(3)喷嘴孔径越小,“U”形特性平直区域就越小,上升区域斜 率增大,即弧柱电场强度增大;
(4)离子气种类和流量不同时,弧柱的电场强度有明显变化,因 此等离子弧供电电源的空载电压应按所用离子气种类而定;
主弧稳定燃烧后,自动切断维弧电源。
•特点: 采用转移弧工作时,等离子弧温度高、
能量密度大,焊件上获得的热量多,热的有 效利用率高,达60%~75%。
•应用: 常用于金属材料的等离子弧切割、等离子
弧焊接和等离子弧堆焊和喷涂等工艺方法中。
3、联合型(混合型)
非转移型等离子弧和转移型等离子弧在工作过程中同时存在。 非转移弧(维弧):在工作中起补充加热和稳定电弧作用。 转移弧(主弧):主要用于焊接时加热焊件和填充金属。
•特点: 联合型等离子弧稳定性好,电流很小时也 能保持电弧稳定。
•应用: 主要用于小电流(微束)等离子弧焊接 和粉末堆焊等工艺方法中。
等离子弧与一般自由电弧相比,有以下特点: (1)由于冷壁喷嘴的拘束作用,使等离子弧柱的横截面积减小, 弧柱电场强度增大,电弧电压明显提高, U形曲线的平直区较自 由电弧明显减小;
一、双弧的定义 正常条件下,转移型电弧在钨极与工件之间产生。在某些
异常情况下,会出现一种破坏电弧稳定燃烧的现象,这时除 已存在的主弧外,在钨极—喷嘴—工件间会产生另外一种与 正常电弧并联的旁路电弧(或叫副弧),即主弧与旁路电弧 同时存在,这就是双弧现象。 二、双弧的危害
双弧的出现,会降低主弧电流的大小,破坏正常的焊接或 切割工艺过程,严重时会造成喷嘴漏水和烧毁。
(2)有良好的电弧稳定性 等离子弧的高温及高能量密度,使其稳定性和挺度明显高
于普通电弧。自由电弧的扩散角为45°,等离子弧约为5 °,这 是因为压缩后从喷嘴喷出的等离子弧带电质点运动速度明显提 高所致。
(3)热源组成 普通钨极氩弧中,加热焊件的热量最主要来源于阳
极斑点的产热,弧柱辐射和热传导仅起辅助作用,电弧 的总电压降在阳极区、弧柱区和阴极区大致平均分配。
(5)如果采用联合型等离子弧,转移弧的“U”形特性曲线下降 区段斜率明显减小,这是由于非转移弧的存在为转移弧提供了导 电通路。小电流微束等离子弧常采用联合型电弧,以提高其稳定 性。
2.热源特性
热源特性具有下列特点: (1)温度高且能量集中
自由状态下的钨极氩弧温度为10000~24000K,能量密度 小于104W/cm2。等离子弧温度可高达24000~50000K,能量密度 可达105~106 W/cm2。
等离子弧中,最大电压降是弧柱区,弧柱高速等离 子体通过接触传导和辐射带给工件的热量明显增加,弧 柱成为加工工件的主要热源,而阳极产热降为次要地位。
第四节 等离子弧生器
一、分类: 按用途不同分为:等离子弧焊枪、割枪、喷枪。 二、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。
非转移型电弧 转移型等离子弧 联合型(混合型)
1、非转移型电弧
焊接时电源正极接水冷铜喷嘴,负极接钨极,非转移型 电弧是在钨极与喷嘴孔壁之间燃烧的,工件不接到焊接回路上 ,在离子气流压送下,弧焰从喷嘴中喷出,形成等离子焰。
•特点: 工件本身不通电,被间接加热。因此热的有效利用率不高,
约10%~20%。温度、能量密度较其他等离子弧低,喷嘴受热较 多。
双弧现象
三、双弧产生机理 冷气膜击穿理论
等离子弧焊接时的双弧形成条件: Uab Ua,cu Uc,cu UT
其中 Uab :弧柱ab段压降 Ua,cu :铜的阳极压降 Uc,cu :铜的阴极压降 UT : 击穿冷气膜所需电压
四、双弧形成因素: 1、喷嘴因素
喷嘴结构参数对双弧形成有决定性作用,喷嘴孔 径越小,孔道长度或内缩增大时,都会使弧柱电压 Uab 增加,形成双弧倾向越大。
4、等离子弧焊接的特点:
按照焊透母材的方式,等离子弧焊分为两种,即穿透型等 离子弧焊接和熔透型等离子弧焊接。
1、穿透型等离子弧焊(小孔型等离子弧焊)
该焊法可实现一定厚度范围内的金属单面焊双面成形。
• 工艺特点:
利用等离子弧能量密度大和等离子流吹力大的特点,将 工件完全熔透,并在熔池上产生一个贯穿焊件的小孔, 并从焊件背面喷出部分电弧(亦称尾焰)
形成双弧的电流条件
3、离子气体因素 离子气流量的增加会使 Uab 增加,同时也使冷气膜厚度增加
,UT 增加,因此双弧形成可能性反而减小。 进气方式也是一种影响因素。当切向进气时,气流形成强
烈的旋涡,使外围气体密度高于中心区域;有利于提高中心区 域的电离度,降低外围区域温度,提高冷气膜厚度,对防止双 弧形成比径向进气方式效果好。
三、 喷嘴 1、结构形式 目前国内采用的喷嘴结构形式主要有以下两种:
收敛型喷嘴,包括:单孔喷嘴 、三孔喷嘴、多孔喷嘴。 扩散型喷嘴,包括:圆锥形、台阶圆柱形喷嘴。 其主要形式结构如下两图所示。
收敛型喷嘴的基本形式:
两侧各带有一个辅助小孔的三孔式喷嘴,可使等离子弧的截面变 为椭圆,使热源有效功率密度提高,有利于进一步提高焊接速度和 减小焊缝和热影响区宽度。
形成双弧的主要原因:钨棒和喷嘴不同心,会造 成冷气膜不均匀,使局部冷气膜厚度和 UT 减小。
2、电流因素 喷嘴结构确定时,电流增加,Uab 增大,容易形成双
弧。因此,对于给定喷嘴,允许使用的电流有一个极限 的临界值。
随着焊接电流增加(电源外特性外移): D点:形成双弧的暂态临界工作点 F点:其稳态工作点 G点:双弧消失的临界点 C点:不发生双弧的临界稳定工作点
1.上枪体 组成:上枪体水套、钨极夹持机构、调节螺帽、绝缘罩与水 电接头等。 作用:夹持并冷却钨极,对钨极导电以及调节钨极的对中与 内收缩长度等。 2.下枪体 组成:下枪体水套、等离子气室、保护气室、进气管及水电 接头等。 作用:对下枪体及喷嘴冷却,安装喷嘴与保护罩,输送等离 子气与保护气以及对喷嘴导电等。 3.喷嘴 喷嘴是等离子弧焊炬的关键部分,它的结构形状与几何尺寸 对等离子弧的压缩作用及稳定性有重要影响。
电流一般为2~5A,电源空载电压一般大于90V,以 便引弧 ② 钨极——焊件,产生转移弧(称主弧)
维弧(小弧)的作用:
•在 小 电 流 ( 小 于 1 0 A) 时 帮助和维持转移弧工作。 •当维弧电流大于2A时,转 移型等离子弧在小至0.1A焊 接电流下仍可稳定燃烧, 因此小电流时微束等离子 弧十分稳定。
焊缝断面呈碗状。
与穿透型等离子弧焊接相比的特点:
1、焊接参数较软(即焊接电流和离子气流量较小、电弧 穿透能力较弱) 2、焊接参数波动对焊缝成形的影响较小 3、焊接过程的稳定性较高 4、焊缝形状系数较大(主要是由于熔宽增加) 5、热影响区较宽 6、焊接变形较大
3、微束等离子弧焊
该焊法可得到针状的、细小的等离子弧,因此适 宜焊接非常薄的焊件。
•应用: 非转移弧主要在等离子弧喷涂、焊接
和切割较薄的金属及非金属时采用。
2、转移型等离子弧 钨极接电源的负极、焊件接电源的正极,等离子弧燃烧
于钨极与焊件之间。 引导弧(诱导弧):先在钨极与喷嘴(喷嘴接正极)之
间ຫໍສະໝຸດ Baidu燃电流较小的等离子弧,为工件和电极之间提供足够 的电离度。
主弧:接通钨极和工件之间的电路,使该电弧转移到钨 极与工件之间直接燃烧。
焊接电流在30A以下的熔透型等离子弧焊接。焊接 时采用小孔径压缩喷嘴( 0.6 ~ 1.2mm )及联合型等离 子弧。
工艺特点:
• 可焊更薄的金属,最小可焊厚度为0.01mm; • 弧长在很大的范围内变化时也不会断弧,并且电弧 保持柱状; • 焊接速度快、焊缝窄、热影响区小、焊接变形小。
通常利用两个独立的焊接电源供电: ① 钨极——喷嘴,产生非转移弧(称维弧或小弧),
离子气成分不同,U ab 也不同。
4、其他因素: 喷嘴冷却不好使温度提高,或喷嘴表面有氧化物或金属飞
溅物等,都将会使 Ua,Cu 和Uc,Cu降低,也是形成双弧的原因。
第六节 等离子弧焊接(PAW )
一、等离子弧焊接的工作原理: 等离子弧焊接是使用惰性气体作为工作气和保护气,利用
等离子弧作为热源来加热并熔化母材金属,使之形成焊接接头 的熔焊方法。
等离子弧焊接
第一节 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;
钨棒内缩和同心度
五、送气方式
径向:压缩程度低,气流沿弧柱轴向流动。
切向:压缩程度高,气流形成的旋涡使喷嘴孔道中心成 为低压区,中心压力低、周边压力高,有利于弧柱稳定在孔 道中心。
一般在大电流等离子弧焊枪中采用切向进气,这样可使 等离子气在喷嘴内腔围绕着钨极旋转流动,有利于气流与电 弧的热交换。
第五节 双弧及其防止措施
四、 电极
多孔型喷嘴除了中心主孔外,主孔左右还有多个小孔。可使等离 子弧在喷嘴外得到二次压缩,有利于进一步提高等离子弧挺度及切 口质量。但小孔易受金属飞溅物堵塞,并造成等离子弧偏转,因此 并未得到广泛应用。
扩散型喷嘴的基本形式:
这类喷嘴压缩程度降低,有利于提高等离子弧的稳定性,便于 单面焊双面成型,还可提高喷嘴的使用寿命,在焊接、切割、堆焊、 喷涂中均有应用。
随着等离子弧沿焊接方向的移 动,熔化金属依靠其表面张力 的承托,沿着小孔两侧的固体 壁面向后方流动,熔池后方的 金属不断封填小孔,并冷却凝 固形成焊缝。
焊缝断面为酒杯状。
2、普通熔透型等离子弧焊(熔入型焊接法) 工艺特点:
弧柱压缩程度较弱,等离子气流喷出速度较小。
在焊接过程中不形成小孔效 应,焊件背面无“尾焰”。 液态金属熔池在弧柱的下面, 靠熔池金属的热传导作用熔 透母材,实现焊透。
4、喷嘴的压缩角α 实际上它对等离子弧的压缩状态影响不大,特别当等离子
气体流量较小,孔道比较小时,30º ~ 180º 均可用,但应考虑跟 钨极端部形状相配合,如果压缩角小于钨极末端尖锥的角度时, 易在喷嘴内腔锥壁和钨极末端锥面之间产生打弧现象,使等离 子弧不稳定,因此压缩角的大小应根据具体情况而定,常用的 压缩角值约为60º ~ 75º。 5、材料和冷却
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 锆钨极或锆电极。钨极一般需要进行水冷,小电流时采用 间接水冷方式,钨极为棒状电极;大电流时,采用直接水 冷,钨极为镶嵌式结构。
2、形状:
为了方便引弧和增加电弧稳定性,电极端部常加工成 一定形状。当电流小、电极直径细时,棒状电极端头一般 磨成尖锥形或尖锥平台形,锥角可以小一些;电流较大、 电极直径粗时,可磨成圆台形、锥球形、球形,以减缓电 极烧损。
3、电磁压缩 将通过喷嘴的弧柱看作是许多载流导线束,由 于电流同向,因此会彼此吸引,形成一个指向弧柱中心的力场 ,这就是电磁压缩。 通过喷嘴的电弧电流越大,磁压缩作用就 越强。
第二节 等离子弧的分类
按电源供电方式不同分为: 1、非转移型电弧 非转移型电弧燃烧在钨极与喷嘴之间,工件不接电。适用于 用于喷涂、薄板焊割。 2、转移型电弧 转移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。这种电弧用于大电流 焊接及切割。 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,因此适合于小电流、微束等 离子弧焊及粉末堆焊。
(2)当焊接电流较大时,等离子弧的磁收缩效应使弧柱直径的增 加收到限制,静特性曲线会出现平的或上升的伏安特性;
(3)喷嘴孔径越小,“U”形特性平直区域就越小,上升区域斜 率增大,即弧柱电场强度增大;
(4)离子气种类和流量不同时,弧柱的电场强度有明显变化,因 此等离子弧供电电源的空载电压应按所用离子气种类而定;
主弧稳定燃烧后,自动切断维弧电源。
•特点: 采用转移弧工作时,等离子弧温度高、
能量密度大,焊件上获得的热量多,热的有 效利用率高,达60%~75%。
•应用: 常用于金属材料的等离子弧切割、等离子
弧焊接和等离子弧堆焊和喷涂等工艺方法中。
3、联合型(混合型)
非转移型等离子弧和转移型等离子弧在工作过程中同时存在。 非转移弧(维弧):在工作中起补充加热和稳定电弧作用。 转移弧(主弧):主要用于焊接时加热焊件和填充金属。
•特点: 联合型等离子弧稳定性好,电流很小时也 能保持电弧稳定。
•应用: 主要用于小电流(微束)等离子弧焊接 和粉末堆焊等工艺方法中。
等离子弧与一般自由电弧相比,有以下特点: (1)由于冷壁喷嘴的拘束作用,使等离子弧柱的横截面积减小, 弧柱电场强度增大,电弧电压明显提高, U形曲线的平直区较自 由电弧明显减小;
一、双弧的定义 正常条件下,转移型电弧在钨极与工件之间产生。在某些
异常情况下,会出现一种破坏电弧稳定燃烧的现象,这时除 已存在的主弧外,在钨极—喷嘴—工件间会产生另外一种与 正常电弧并联的旁路电弧(或叫副弧),即主弧与旁路电弧 同时存在,这就是双弧现象。 二、双弧的危害
双弧的出现,会降低主弧电流的大小,破坏正常的焊接或 切割工艺过程,严重时会造成喷嘴漏水和烧毁。
(2)有良好的电弧稳定性 等离子弧的高温及高能量密度,使其稳定性和挺度明显高
于普通电弧。自由电弧的扩散角为45°,等离子弧约为5 °,这 是因为压缩后从喷嘴喷出的等离子弧带电质点运动速度明显提 高所致。
(3)热源组成 普通钨极氩弧中,加热焊件的热量最主要来源于阳
极斑点的产热,弧柱辐射和热传导仅起辅助作用,电弧 的总电压降在阳极区、弧柱区和阴极区大致平均分配。
(5)如果采用联合型等离子弧,转移弧的“U”形特性曲线下降 区段斜率明显减小,这是由于非转移弧的存在为转移弧提供了导 电通路。小电流微束等离子弧常采用联合型电弧,以提高其稳定 性。
2.热源特性
热源特性具有下列特点: (1)温度高且能量集中
自由状态下的钨极氩弧温度为10000~24000K,能量密度 小于104W/cm2。等离子弧温度可高达24000~50000K,能量密度 可达105~106 W/cm2。
等离子弧中,最大电压降是弧柱区,弧柱高速等离 子体通过接触传导和辐射带给工件的热量明显增加,弧 柱成为加工工件的主要热源,而阳极产热降为次要地位。
第四节 等离子弧生器
一、分类: 按用途不同分为:等离子弧焊枪、割枪、喷枪。 二、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。
非转移型电弧 转移型等离子弧 联合型(混合型)
1、非转移型电弧
焊接时电源正极接水冷铜喷嘴,负极接钨极,非转移型 电弧是在钨极与喷嘴孔壁之间燃烧的,工件不接到焊接回路上 ,在离子气流压送下,弧焰从喷嘴中喷出,形成等离子焰。
•特点: 工件本身不通电,被间接加热。因此热的有效利用率不高,
约10%~20%。温度、能量密度较其他等离子弧低,喷嘴受热较 多。
双弧现象
三、双弧产生机理 冷气膜击穿理论
等离子弧焊接时的双弧形成条件: Uab Ua,cu Uc,cu UT
其中 Uab :弧柱ab段压降 Ua,cu :铜的阳极压降 Uc,cu :铜的阴极压降 UT : 击穿冷气膜所需电压
四、双弧形成因素: 1、喷嘴因素
喷嘴结构参数对双弧形成有决定性作用,喷嘴孔 径越小,孔道长度或内缩增大时,都会使弧柱电压 Uab 增加,形成双弧倾向越大。
4、等离子弧焊接的特点:
按照焊透母材的方式,等离子弧焊分为两种,即穿透型等 离子弧焊接和熔透型等离子弧焊接。
1、穿透型等离子弧焊(小孔型等离子弧焊)
该焊法可实现一定厚度范围内的金属单面焊双面成形。
• 工艺特点:
利用等离子弧能量密度大和等离子流吹力大的特点,将 工件完全熔透,并在熔池上产生一个贯穿焊件的小孔, 并从焊件背面喷出部分电弧(亦称尾焰)
形成双弧的电流条件
3、离子气体因素 离子气流量的增加会使 Uab 增加,同时也使冷气膜厚度增加
,UT 增加,因此双弧形成可能性反而减小。 进气方式也是一种影响因素。当切向进气时,气流形成强
烈的旋涡,使外围气体密度高于中心区域;有利于提高中心区 域的电离度,降低外围区域温度,提高冷气膜厚度,对防止双 弧形成比径向进气方式效果好。
三、 喷嘴 1、结构形式 目前国内采用的喷嘴结构形式主要有以下两种:
收敛型喷嘴,包括:单孔喷嘴 、三孔喷嘴、多孔喷嘴。 扩散型喷嘴,包括:圆锥形、台阶圆柱形喷嘴。 其主要形式结构如下两图所示。
收敛型喷嘴的基本形式:
两侧各带有一个辅助小孔的三孔式喷嘴,可使等离子弧的截面变 为椭圆,使热源有效功率密度提高,有利于进一步提高焊接速度和 减小焊缝和热影响区宽度。
形成双弧的主要原因:钨棒和喷嘴不同心,会造 成冷气膜不均匀,使局部冷气膜厚度和 UT 减小。
2、电流因素 喷嘴结构确定时,电流增加,Uab 增大,容易形成双
弧。因此,对于给定喷嘴,允许使用的电流有一个极限 的临界值。
随着焊接电流增加(电源外特性外移): D点:形成双弧的暂态临界工作点 F点:其稳态工作点 G点:双弧消失的临界点 C点:不发生双弧的临界稳定工作点
1.上枪体 组成:上枪体水套、钨极夹持机构、调节螺帽、绝缘罩与水 电接头等。 作用:夹持并冷却钨极,对钨极导电以及调节钨极的对中与 内收缩长度等。 2.下枪体 组成:下枪体水套、等离子气室、保护气室、进气管及水电 接头等。 作用:对下枪体及喷嘴冷却,安装喷嘴与保护罩,输送等离 子气与保护气以及对喷嘴导电等。 3.喷嘴 喷嘴是等离子弧焊炬的关键部分,它的结构形状与几何尺寸 对等离子弧的压缩作用及稳定性有重要影响。
电流一般为2~5A,电源空载电压一般大于90V,以 便引弧 ② 钨极——焊件,产生转移弧(称主弧)
维弧(小弧)的作用:
•在 小 电 流 ( 小 于 1 0 A) 时 帮助和维持转移弧工作。 •当维弧电流大于2A时,转 移型等离子弧在小至0.1A焊 接电流下仍可稳定燃烧, 因此小电流时微束等离子 弧十分稳定。
焊缝断面呈碗状。
与穿透型等离子弧焊接相比的特点:
1、焊接参数较软(即焊接电流和离子气流量较小、电弧 穿透能力较弱) 2、焊接参数波动对焊缝成形的影响较小 3、焊接过程的稳定性较高 4、焊缝形状系数较大(主要是由于熔宽增加) 5、热影响区较宽 6、焊接变形较大
3、微束等离子弧焊
该焊法可得到针状的、细小的等离子弧,因此适 宜焊接非常薄的焊件。
•应用: 非转移弧主要在等离子弧喷涂、焊接
和切割较薄的金属及非金属时采用。
2、转移型等离子弧 钨极接电源的负极、焊件接电源的正极,等离子弧燃烧
于钨极与焊件之间。 引导弧(诱导弧):先在钨极与喷嘴(喷嘴接正极)之
间ຫໍສະໝຸດ Baidu燃电流较小的等离子弧,为工件和电极之间提供足够 的电离度。
主弧:接通钨极和工件之间的电路,使该电弧转移到钨 极与工件之间直接燃烧。
焊接电流在30A以下的熔透型等离子弧焊接。焊接 时采用小孔径压缩喷嘴( 0.6 ~ 1.2mm )及联合型等离 子弧。
工艺特点:
• 可焊更薄的金属,最小可焊厚度为0.01mm; • 弧长在很大的范围内变化时也不会断弧,并且电弧 保持柱状; • 焊接速度快、焊缝窄、热影响区小、焊接变形小。
通常利用两个独立的焊接电源供电: ① 钨极——喷嘴,产生非转移弧(称维弧或小弧),
离子气成分不同,U ab 也不同。
4、其他因素: 喷嘴冷却不好使温度提高,或喷嘴表面有氧化物或金属飞
溅物等,都将会使 Ua,Cu 和Uc,Cu降低,也是形成双弧的原因。
第六节 等离子弧焊接(PAW )
一、等离子弧焊接的工作原理: 等离子弧焊接是使用惰性气体作为工作气和保护气,利用
等离子弧作为热源来加热并熔化母材金属,使之形成焊接接头 的熔焊方法。
等离子弧焊接
第一节 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;
钨棒内缩和同心度
五、送气方式
径向:压缩程度低,气流沿弧柱轴向流动。
切向:压缩程度高,气流形成的旋涡使喷嘴孔道中心成 为低压区,中心压力低、周边压力高,有利于弧柱稳定在孔 道中心。
一般在大电流等离子弧焊枪中采用切向进气,这样可使 等离子气在喷嘴内腔围绕着钨极旋转流动,有利于气流与电 弧的热交换。
第五节 双弧及其防止措施