現(xiàn)代焊接技術(shù)等離子焊接技術(shù)及進(jìn)展

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1、現(xiàn)代焊接技術(shù)課程專業(yè)論文河南工程學(xué)院《現(xiàn)代焊接技術(shù)》考查課專業(yè)論文等離子焊接技術(shù)及進(jìn)展學(xué)生姓名：任課教師：2104現(xiàn)代焊接技術(shù)課程專業(yè)論文等離子焊接技術(shù)及進(jìn)展1摘要：等離子弧是壓縮的電弧，與自由電弧的溫度分布、能量密度分布、電弧形態(tài)都存在較大差異，它利用等離子槍將陰極之間的自由電弧，壓縮成高溫，高電離度及高能量密度的電弧。[1]等離子弧的能量密度很大，可達(dá)105-106W/cm2,比自由電弧（104W/cm2）高出1-2個(gè)數(shù)量級(jí)，是一種高能束流焊接方法。由于等離子弧具有弧柱細(xì)長(zhǎng)，能量密度高的特點(diǎn)，因而在焊接領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，且等

2、離子焊接方法不斷進(jìn)行完善與發(fā)展，如變極性等離子弧焊接、活性等離子弧焊接、粉末等離子弧堆焊及噴涂、等離子弧-MIG焊、磁控等離子弧堆焊。2關(guān)鍵詞：等離子弧轉(zhuǎn)移型壓縮效應(yīng)新進(jìn)展3引言隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)焊接工藝有了更高的要求，等離子焊接技術(shù)不斷發(fā)展，其能量密度大、電弧方向性強(qiáng)、熔透能力強(qiáng)的特點(diǎn)得到了充分發(fā)揮，應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣闊。在以高技術(shù)手段為基礎(chǔ)的再制造工程中，等離子焊接技術(shù)必然會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。目前，離子焊接技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在汽車等工業(yè)領(lǐng)域中。中國經(jīng)濟(jì)的迅速崛起和制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，必然對(duì)焊接技術(shù)及焊接質(zhì)量提出更高的要求，等

3、離子堆焊技術(shù)具有較寬的剛性和柔性調(diào)節(jié)范圍、生產(chǎn)效率高，焊接質(zhì)量高，電弧穩(wěn)定等特征，因而等離子堆焊技術(shù)的研究與應(yīng)用必將成為機(jī)械制造業(yè)的重要組成部分。[2]4等離子弧焊接簡(jiǎn)介等離子弧是受外部拘束條件的影響使弧柱受到壓縮的電弧。自由電弧弧區(qū)內(nèi)的氣體尚未完全電離，能量未高度集中，而等離子弧弧區(qū)內(nèi)的氣體完全電離，能量高度集中，能量密度很大，電弧溫度可高達(dá)24000～50000K（一般自由狀態(tài)的鎢極氬弧焊最高溫度為10000～20000K）能迅速熔化金屬材料，可用來焊接和切割。等離子弧焊具有較大的熔透力和焊接速度。形成等離子弧的氣體和它周圍的

4、保護(hù)氣體一般用氬，根據(jù)各種工件的材料性質(zhì)，也有使用氦、氮、氬或其中兩者混合的混合氣體的。5等離子電弧焊接方法的特點(diǎn)5.1等離子電弧焊的優(yōu)缺點(diǎn)1.等離子電弧焊的優(yōu)點(diǎn)等離子電弧焊與鎢極氬弧焊等傳統(tǒng)電弧焊方法相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)。[3]104現(xiàn)代焊接技術(shù)課程專業(yè)論文(1)具有較寬的剛性和柔性調(diào)節(jié)范圍具有高溫、高能量密度、高沖擊力和挺度的等離子弧，稱為剛性等離子弧，能量密度較小、沖擊力小的等離子弧稱為柔性等離子弧。等離子弧剛性和柔性主要受電流、噴嘴孔徑和形狀、氣體種類和流量因素的影響，可根據(jù)不同工藝要求，調(diào)節(jié)各因素，得到具有不同溫度、能量密

5、度、沖擊力和挺度等性能的等離子弧。(2)生產(chǎn)效率高由于等離子弧能量密度大、電弧方向性強(qiáng)、熔透能力強(qiáng)，在不開坡口、不加填充焊絲的情況下，可一次焊透8-10mm厚的不銹鋼板；與鎢極氳弧焊相比，在相同的焊縫熔深情況下，等離子弧焊接速度要快得多。(3)焊接質(zhì)量高焊接質(zhì)量對(duì)弧長(zhǎng)的變化不敏感，這是由于等離子弧形態(tài)接近圓柱形，發(fā)散角小，挺度好，易獲得均勻的焊縫形狀。由于鎢極縮在水冷銅噴嘴內(nèi)部，不與工件接觸，因此可避免焊縫金屬產(chǎn)生夾鎢現(xiàn)象，且電弧攪動(dòng)性好，熔池溫度高，有利于熔池內(nèi)氣體的釋放，焊接質(zhì)量高；另外，由于工件上受熱區(qū)域小，熱影響區(qū)窄，焊接

6、薄板時(shí)變形小。(4)電弧穩(wěn)定等離子電弧由于壓縮效應(yīng)及電商度較高，電流較小時(shí)仍很穩(wěn)定，電流小至0.1A時(shí)仍可穩(wěn)定燃燒；并且電弧挺度好，弧長(zhǎng)波動(dòng)對(duì)電弧影響較小。2.等離子電弧焊的缺點(diǎn)(1)一次性投資大等離子電弧焊和切割設(shè)備比較昂貴，焊槍及控制線路復(fù)雜，且噴嘴使用壽命低。但是其焊接速度和切割速度快，焊縫和切割質(zhì)量好，若將這些因素考慮進(jìn)去。其使用成本還不是太高。(2)操作要求較高焊接參數(shù)較多，對(duì)焊接操作人員的技術(shù)水平要求較高。由于等離子弧焊槍結(jié)構(gòu)復(fù)雜，比普通電弧焊槍體積大，重量重，手工焊時(shí)電弧作用區(qū)域可觀察性差。(3)雙弧弊端使用轉(zhuǎn)移弧時(shí)

7、，當(dāng)工藝參數(shù)選擇不當(dāng)時(shí)，或噴嘴結(jié)構(gòu)不合理、受損傷時(shí)，會(huì)產(chǎn)生雙弧現(xiàn)象，將導(dǎo)致焊接過程不正常，甚至燒壞噴嘴。(4)使用場(chǎng)合受限由于槍體大，鎢極內(nèi)縮在噴嘴里，電弧可達(dá)性差，因此對(duì)于某些接頭形式難以焊接。并且其可焊厚度有限，一般在25mm以下。5.2等離子弧分類按電源供電方式，等離子弧有非轉(zhuǎn)移型、轉(zhuǎn)移型和聯(lián)合型三種形式（見下圖）：圖1等離子體弧的形式104現(xiàn)代焊接技術(shù)課程專業(yè)論文1非轉(zhuǎn)移型等離子?。烘u極接電源負(fù)極，噴嘴接電源正極，等離子弧體產(chǎn)生在鎢極與噴嘴之間，在離子氣流壓送下，弧焰從噴嘴中噴出，形成等離子焰(如圖1a)。2轉(zhuǎn)移型等離子弧

8、：鎢極接電源負(fù)極，工件接電源正極等離子弧體產(chǎn)生于鎢極與工件之間(如圖1b)。轉(zhuǎn)移弧難以直接形成，必須先引燃非轉(zhuǎn)移弧，然后才能過渡到轉(zhuǎn)移弧，金屬焊接、切割幾乎都是采用轉(zhuǎn)移型弧，因?yàn)檗D(zhuǎn)移弧能把更多的熱量傳遞給工件。3聯(lián)合型等離子弧：工作時(shí)非轉(zhuǎn)移弧和轉(zhuǎn)移