等离子焊接的原理及特点？
原理：等离子弧切割是一种常用的金属和非金属材料切割工艺方法。它利用高速、高温和高能的等离子气流来加热和熔化被切割材料，并借助内部的或者外部的高速气流或水流将熔化材料排开直至等离子气流束穿透背面而形成割口。
特点：
（1）微束等离子弧焊可以焊接箔材和薄板。
（2）具有小孔效应，能较好实现单面焊双面自由成形。
（3）等离子弧能量密度大，弧柱温度高，穿透能力强，实现10～12mm厚度钢材不开坡口焊接，能一次焊透双面成形，焊接速度快，生产率高，应力变形小。
（4）设备比较复杂，气体耗量大，组对间隙、对工件的洁净要求严格，只宜于室内焊接。
扩展资料：
等离子弧焊接属于高质量焊接方法。焊缝的深/宽比大，热影响区窄，工件变形小，可焊材料种类多。特别是脉冲电流等离子弧焊和熔化极等离子弧焊的发展，更扩大了等离子弧焊的使用范围。
等离子弧焊与TIG焊十分相似，它们的电弧都是在尖头的钨电极和工件之间形成的。但是，通过在焊炬中安置电极，能将等离子弧从保护气体的气囊中分离出来，随后推动等离子通过孔型良好的铜喷管将电弧压缩。
按电源连接方式的不同，等离子弧有非转移型、转移型和联合型三种形式。
（1）非转移型等离子弧 钨极接电源负端，喷嘴接电源正端，等离子弧体产生在钨极与喷嘴之间，在等离子气体压送下，弧柱从喷嘴中喷出，形成等离子焰。
（2）转移型等离子弧 钨极接电流负端，焊件接电流正端，等离子弧产生在钨极和焊件之间。因为转移弧能把更多的热量传递给焊件，所以金属焊接、切割几乎都是采用转移型等离子弧。
（3）联合型等离子弧 工作时非转移弧和转移弧同时并存，故称为联合型等离子弧。非转移弧起稳定电弧和补充加热的作用，转移弧直接加热焊件，使之熔化进行焊接。主要用于微束等离子弧焊和粉末堆焊。
参考资料来源：百度百科——等离子弧焊
诚峰智造
2024-12-02 广告
原理：等离子弧切割是一种常用的金属和非金属材料切割工艺方法。它利用高速、高温和高能的等离子气流来加热和熔化被切割材料，并借助内部的或者外部的高速气流或水流将熔化材料排开直至等离子气流束穿透背面而形成割口。
等离子弧的特点：
（1）能贵高度集中由于等离子弧有很高的导电性，能承受很大的电流密度，因而可以通过极大的电流，故具有极高的温度；又因其截面很小,能量高度集中，所以一般等离子弧在喷嘴出口中心温度达20000℃左右，而用于切割的等离子弧在喷嘴附近温度可达30000℃左右。
（2）极大的温度梯度由于等离子弧横截面积很小(直径一般小于3mm),从温度最高的中心到温度低的边沿，温度变化非常大，所以说其温度梯度极大。
（3）具有很强的吹力等离子发生装置内通入的常温压缩气体，由于受到电弧的高温而膨胀，使气体压力增高，能过喷嘴细孔的气体流速甚至可超过声速，故等离子体具有较强的冲击力。
（4）良好的电弧稳定性由于等离子弧电离程度很高，所以放电过程稳定，弧柱呈图柱形，挺直度好，使焊件受热面积几乎不变，当弧长变化时，电弧电压和焊接电流变化都非常小。
扩展资料
1、优点
由于等离子弧能量集中、温度高、具有很大的机械冲击力，并且电弧稳定，因而等离子弧切割具有以下优点：
(1)可以切割任何黑色和有色金属等离子弧可以切割各种高熔点金属及其他切割方法不能切割的金属，如不锈钢、耐热钢、钛、钼、钨、铸造铁、铜、铝及其合金。切割不锈钢、铝等厚度可达200mm以上。
(2)可切割各种非金属材料采用非转移型电弧时，由于工件不接电，所以在这种情况下能切割各种非导电材料，如耐火砖、混凝土、花岗石、碳化硅等。
(3)切割速度快、生产率高在目前采用的各种切割方法中，等离子切割的速度比较快,生产率也比较高。例如，切lOmm的铝板，速度可达(200~300)m/h；切12mm厚的不锈钢，割速可达(100-130)m/h。
(4)切割质量高等离子弧切割时，能得到比较狭窄、光洁、整齐、无粘渣、接近于垂直的切口，而且切口的变形和热影响区较小,其硬度变化也不大。
2、缺点
（1）设备比氧一乙炔切割复杂、投资较大。
（2）电源的空载电压较高，要注意安全。
（3）切割时产生的气体会影响人体健康，所以操作时应注意通风。
参考资料来源：百度百科-等离子弧焊
特点：
见http://baike.baidu.com/view/1200214.htm
根部焊道 手工电弧焊接 手式TIG焊接 等离子焊接(PAW)
板材焊前准备 坡口+钝边 坡口+钝边 2.5-8mm
无需坡口+钝边
装配 相对困难（间隙） 困难（小间隙） 容易
焊工技术要求 熟练 熟练 一般
焊接速度 非常慢 非常慢 相当快
操作难度 困难 非常困难 较容易
焊后质量 好/但外观不美 好 极好
特别问题 焊条过热， 焊工易疲劳 无
质量难以控制， 质量难以控制，
工件变形 工件变形
由于其焊接速度快，焊缝美观，焊缝质量好，成本低，等离子焊接已广泛运用于设备制造业中对各种型式的接头进行焊接、医疗设备、真空装置、薄板加工、波纹管、仪表、传感器、汽车部件、化工密封件等。
微束等离子焊更是在实际运用中显露出巨大的优势，其焊缝质量可与激光焊比肩。微束等离子技术已成功的应用于大多数金属的焊接，如钢、不锈钢、各种合金钢、铜、镍、钛、钼、钨、金、铂、铑、钯等各种金属及其合金材料。典型应用产品有传感器膜盒，焊接波纹管，微电机定子铁心，电子产品，不锈钢锅
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★过程特点
等离子焊接与TIG焊十分相似，它们的电弧都是在尖头的钨电极和工件之间形成的。但是，通过在焊炬中安置电极，能将等离子弧从保护气体的气囊中分离出来，随后推动等离子通过孔型良好的铜喷管将弧压缩。通过改变孔的直径和等离子气流速度，可以实现三种操作方式：
1、微束等离子：0.1～15A
在很低的焊接电流下，也能使用微束等离子弧。即使在弧长变化不超过20mm时，柱状弧仍能保持稳定。
2、中等电流：15～200A
在较大的15～200A电流下，等离子弧的过程特点与TIG弧相似，但由于等离子被压缩过，弧更加挺直。虽然可提高等离子气流速度来增加焊接熔池的度深，但会造成在紊乱的保护气流中，混入空气和保护气体的风险。
3、小孔型等离子：大于100A
通过增加焊接电流和等离子气流速度，可产生强有力的等离子束，与激光或电子束焊接一样，它能够在材料上形成充分的熔深。焊接时，随着焊接熔池的流动，金属穿过小孔被切割后在表面张力作用下形成焊道。单道焊时，该过程可用于焊接较厚的材料（厚度不超过10mm的不锈钢）。
★电源
使用等离子弧时，通常采用直流电流和垂降特性电源。由于从特别的焊炬排列方式和各自分离的等离子、保护气流中获得了独特的操作特性，可在等离子控制台上增加一个普通的TIG电源，还可以使用特别组建的等离子系统。采用正弦波交流电时，不容易使等离子弧稳定。当电极和工件间距较长且等离子被压缩时，等离子弧很难发挥作用，而且，在正半周期内，过热的电极会使导电嘴变成球形，从而干扰弧的稳定。
可使用专用的直流开关电源。通过调节波形的平衡来减少电极正极的持续时间，使电极得到充分冷却，以维护尖头导电嘴形状，并形成稳定的弧。
★起弧
虽然等离子弧是通过采用高频产生的，但它首先是在电极和等离子喷嘴之间形成的。该维弧被装在焊炬中，需要焊接时，再将它转移到工件上。与在焊缝间保持的维弧相同，维弧系统能确保稳定的起弧，这避免了对产生电子干涉的高频的需要。
★电极
用于等离子过程使用的是含2% 氧化钍的钨电极和铜的等离子喷嘴。与TIG焊使用的导电嘴不同，在等离子过程中，对电极导电嘴的直径要求不那么严格，但压缩角须保持在30°～60°左右。等离子喷嘴孔的直径是很重要的，在相同的电流强度和等离子气流速度下，孔直径太小会导致喷嘴被过度腐蚀甚至熔化。在工作电流下，需要谨慎使用直径过大的等离子喷嘴。
注: 孔的直径过大，可能会对弧的稳定及孔的维护造成困难。
★等离子和保护气体
通常等离子气体的组合气体是氩气，并含有2%～5%的氩气作为保护气体。氦气也能用做等离子气体，但由于它温度较高，会降低喷嘴的电流上升率。氢气含量越少，进行小孔型等离子焊接就越困难。
★应用
☆微束离子焊接
微束离子通常用于焊接薄板材（厚度为0.1mm）、焊丝和网孔部分。针型挺直的弧能将弧的偏离和变形减到最小。虽然等效的TIG 弧更扩散，但更新的晶体管化的（TIG）电源能在低电流下产生非常稳定的弧。
☆中等电流焊接
在熔化方式下可选择该方法进行传统的TIG焊。 它的优点是能产生较深的熔深（愿于较高的等离子气流），能容许包括药皮（焊炬中的焊条）在内的较大的表面污染。主要缺点是焊炬笨重，使手工焊接比较困难。在机械化焊接中，应该更加注意焊炬的维护以保证稳定的性能。
☆小孔型焊接
可用的几点优势是：熔深较深、焊接速度快。与TIG 弧相比，它能焊透厚度达10mm的板材，但使用单道焊接技术时，通常将板材厚度限制在6mm内。通常的方法是使用有填充物的小孔，以确保焊道断面的光滑（无齿边）。由于厚度达到了15mm，要使用6mm厚的钝边进行V型接头准备。也可使用双道焊技术，在熔化方式下通过添加填充焊丝，自动生成第一和第二条焊道。
必须精确地平衡焊接参数、等离子气流速度和填充焊丝的添加量（填入小孔）以维护孔和焊接熔池的稳定，这一技术只适用于机械化焊接。虽然通过使用脉冲电流，该技术能用于位置焊接，但它通常是用于对较厚的板材材料（超过3mm）进行高速平焊。进行管道焊接时，必须精确地控制溢出电流和等离子气流速度以确保小孔关闭。
等离子弧焊设备的工作原理
