等离子弧焊接报告.ppt

* * * * * 一、目录 1、等离子弧焊焊接方法的基本概念 2、基本原理和分类 3、等离子弧焊特性 4、等离子弧焊特点和应用范围 5、焊接方法设备与装置组成和性能指标 6、焊接工艺参数 7、典型零件的应用实例 一、等离子弧焊焊接方法基本概念 一、等离子弧的形成 等离子弧焊用的热源是将自由钨极氩弧压缩强化之后获得点力度更高的等离子体，成为等离子弧，又称压缩电弧。等离子弧与钨极氩弧焊的自由电弧在物理上没有本质的区别，仅是弧柱中电离程度上的不同。 等离子弧是一种被压缩的钨极氩弧，具有能量集中（能量密度可达105--106w/cm2）、温度高（弧柱中心可达18000--24000K以上)、焰流速大（可达300m/s以上）、刚直性好等特点。等离子弧的压缩是依靠水冷铜嘴的拘束作用实现的，等离子弧通过水冷铜嘴使受到以下三种压缩作用： 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； 3) 电磁压缩 由于以上两种压缩效应，使得电弧电流密度增大，电弧电流自身磁场产生的电磁收缩力增大，使电弧受到进一步的压缩，这就是电磁压缩。 二、等离子弧的分类 （一）非转移型电弧 非转移型电弧燃烧在钨极与喷嘴之间，焊接时电源正极接水冷铜喷嘴，负极接钨极，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。 三、等离子弧特性 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.电源特性 要求与等离子弧焊的静特性匹配，故选用陡降或垂直下降的外特性的直流电源。（一般焊接和切割选用直流电源，微束等离子焊接选用直流正极性，铝合金选用方波交流电） 3.热源特性 1）温度高且能量集中 2）有良好的电弧稳定性 3) 具有很强的冲击力 4）调节范围广 四、等离子弧焊的特点 （一）特点 由于等离子电弧具有较高的能量密度、温度及刚直性，因此与一般电弧焊相比，等离子电弧具有下列优点： 1) 熔透能力强，在不开坡口、不加填充焊丝的情况下可一次焊透8-10mm厚的不锈钢板 2) 焊缝质量对弧长的变化不敏感，这是由于电弧的形态接近圆柱形，且挺直度好，弧长变化对加热斑点面积的影响很小，易获得均匀的焊缝形状 3) 钨极缩在水冷铜喷内部，不会与工件接触，因此可避免焊缝金属产生夹钨现象 4) 等离子电弧的电离度较高，电流较小时仍很稳定，可焊接微型精密零件； 5）可产生小孔效应，正面施焊可获得良好的单面焊双面成型 等离子弧焊的缺点是： 可焊度有限；喷嘴使用寿命低；焊接参数多； 等离子弧焊的限制： 1) 电弧作用区域观察性差 2）双弧弊端（参数不匹配或喷嘴结构不合理，以致产生旁弧） 3) 电弧可达性差 4) 一次性投资大 （二）应用 可用钨极氩弧焊焊接的金属，比如不锈钢、铝及铝合金、钛及钛合金、镍、铜、蒙耐尔合金等，均可用等离子弧焊焊接。这种焊接方法可用于航天、航空、核能、电子、造船及其它工业部门中。 （三）、双弧及其防止措施 一）双弧 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，会产生一个与正常电弧并联的燃烧在钨极–喷嘴以及喷嘴-工件之间的串弧，这种现象叫双弧。 二）双弧产生机理 冷气膜击穿 三）双弧产生的原因及防止措施 1 在电流一定的条件下，喷嘴压缩孔径太小或压缩孔道的长度过大，内缩长度过大 等离子气体的流量过小 钨极轴线与喷嘴轴线之间的偏差过大 金属飞溅物堵塞喷嘴 电源外特性不正确 喷嘴到工件的距离不正确 五、焊接设备与装置 （一）设备组成 等离子弧焊设备由焊接电源，等离子弧发生器（焊枪），控制电路、供气回路，供水回路组成。 自动焊还包括焊接小车，转动夹具的行走机构和控制电路。 （二）焊枪 一）组成 电极、电极夹头、压缩喷嘴、中间绝缘体、上枪体、下枪体及冷却套喷嘴