第8章等离子弧焊接.pptVIP

第八章 等离子弧焊接;8—1 等离子弧的产生及特性;2.热压缩效应 喷嘴内不断通入具有一定压力和流量的高速冷却电流，该气流层环绕着电弧使喷嘴不致被烧坏，并迫使带电粒子向高温和电离程度高的弧柱中心区域集中，弧柱直径进一步变细。 3.电磁压缩效应 弧柱中心的带电粒子流可看成一束平行的通电导体，导体自身的磁场产生的磁力使它们相互吸引，从而形成一个从弧柱四周向中心的压缩力，则弧柱进一步压缩。 经三种压缩效应后的电弧能量密度很高，要在较小的电弧截面上通过同样大小的电流，必须相应的提高电弧电压，即比普通电弧的电流高。 二 等离子弧的特性 1.静特性 等离子弧的静特性仍然呈“U”型特性，但平直区较自由电弧明显缩小，弧柱电场强度增加，电弧电压明显提高，喷嘴孔径越小“U”型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。;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，能来密度小于104W/cm2。等离子弧温度可高达24000~50000K，能来密度可达105~106 W/cm2。 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，等离子弧对弧长变化的敏感性小，焊接规范稳定可靠，等离子弧的高挺度使弧柱呈圆柱形，自由电弧的扩散角为45°，等离子弧仅为5 °左右，见图8—2。 3)具有很强的冲击力 等离子弧截面收缩小，温度升高，内部具有很大的膨胀力，迫使带电粒子高速从喷嘴喷出，产生很大的冲击力，此冲击力在焊接时可增加熔深，切割时可吹掉熔渣，喷图时喷出粉末。 4）调节范围广 等离子弧的温度、冲击力、电流、弧长、弧柱直径等均可以根据需要进行调节。;三 等离子弧的类型 根据电极的不同接法，等离子弧可分为三类 。 1.非转移弧 电弧在钨极和喷嘴之间燃烧，水冷喷嘴作为电弧的电极，又起冷拘束作用。工件不接电源而是被间接加热融化的，这种等离子弧的温度低，为10000~20000K，用于喷图、薄板焊割。 2.转移弧 电弧是在钨极和工件间燃烧，这种弧的产生要先引燃较小电流的非转移弧，利用涡流沟通钨极、工件的通路，在加一高电压就形成等离子弧，然后切断钨极，正常工作时，喷嘴不带电，主要用于大电流焊接及切割。 3.联合型 转移弧及非转移弧同时存在，用于微束等离子弧焊接及喷焊。 因此，等离子弧焊接分为三类： 1.大电流等离子弧焊 焊接电流大于100A（100~500A），可焊厚度3~10mm，能实现一次单面焊接双面成型，使用转移型等离子弧，焊缝成型利用穿孔效应。 ; 2.中电流等离子弧焊接 使用的电流范围为15~100A，可焊厚度约为0.5~3mm，中电流等离子弧焊接，使用联合型等离子弧，焊缝成型采用熔融焊接法。 3.小电流等离子弧焊接 使用电流范围0.1~15A，可焊接厚度范围0.025~0.5mm，主要用于焊接薄板金属零件。;8—2 等离子焊炬;焊件的接缝位置，并在焊接时过程中能观察到熔池和焊缝的成型情况。 5.焊炬的加工装配，使用调节以及更换喷嘴要简便，供手工焊用的焊炬重量要轻。 二 等离子弧焊炬的结构组成 （一）结构 等离子弧焊炬的结构组成，大体上可分为上枪体、下枪体和喷嘴等几个重要组成部分。 1.上枪体主要包括上枪体水套、钨极夹持机构、调节螺帽、绝缘罩与水电接头等。 作用是夹持并冷却钨极，对钨极导电以及调节钨极的对中与内收缩长度等。; 2.下枪体是由下枪体水套、等离子气室、保护气室、进气管及水电接头等组成。 作用是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。 （二）目前国内采用的喷嘴结构形式主要有以下两种： 收缩型喷嘴，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。 其主要形式结构如图8—3，图8—4所示。; 收敛型喷嘴的基本形式：;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、喷图中