等離子弧焊接及切割

1、 9-1等離子弧產(chǎn)生的原理及特點(diǎn)等離子弧產(chǎn)生的原理及特點(diǎn) 9-2等離子弧切割等離子弧切割 9-3等離子弧焊等離子弧焊 9-1等離子弧產(chǎn)生的原理及特點(diǎn)等離子弧產(chǎn)生的原理及特點(diǎn)一、等離子弧產(chǎn)生原理一、等離子弧產(chǎn)生原理1. 等離子弧等離子弧一般的焊接電弧未受到外界的壓縮， 稱為自由電弧。如果對自由電弧的弧柱進(jìn)行強(qiáng)迫“壓縮”，就能獲得導(dǎo)電截面較小而能量更加集中，弧柱中的氣體幾乎達(dá)到全部電離狀態(tài)的電弧，這種電弧稱為等離子弧。2. 等離子弧的產(chǎn)生等離子弧的產(chǎn)生等離子弧的產(chǎn)生示意圖鎢極離子氣流等離子弧工件水冷噴嘴二、等離子弧的特點(diǎn)二、等離子弧的特點(diǎn)1. 溫度高、能量高度集中2. 電弧挺度好、燃燒穩(wěn)定3. 具

2、有很強(qiáng)的機(jī)械沖刷力三、等離子弧的類型及應(yīng)用三、等離子弧的類型及應(yīng)用等離子弧的類型) 非轉(zhuǎn)移弧) 轉(zhuǎn)移弧) 聯(lián)合型弧 9-2等離子弧切割等離子弧切割一、等離子弧切割的原理、特點(diǎn)及類型一、等離子弧切割的原理、特點(diǎn)及類型1. 等離子弧切割的原理等離子弧切割的原理等離子弧切割示意圖鎢極進(jìn)氣管噴嘴等離子弧割件電阻2. 等離子弧切割的特點(diǎn)等離子弧切割的特點(diǎn)（1）應(yīng)用范圍廣（2）切割速度快、生產(chǎn)率高（3）切割質(zhì)量高3. 等離子弧切割的類型等離子弧切割的類型二、等離子弧切割設(shè)備二、等離子弧切割設(shè)備等離子切割設(shè)備組成示意圖1-電源2-氣源3-調(diào)壓表4-控制箱5-氣路控制6-程序控制7-高頻發(fā)生器8-割炬9-進(jìn)水

3、管10-水源11-出水管12-工件1. 電源電源等離子弧切割均采用具有陡降外特性的直流電源，并采用直流正接。要求具有較高的空載電壓，一般空載電壓在150 400之間。電源類型有兩種：一種是專用弧焊整流器電源； 另一種可用兩臺以上普通弧焊發(fā)電機(jī)或弧焊整流器串聯(lián)。2. 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)3. 水路系統(tǒng)水路系統(tǒng)由于等離子弧切割的割炬在1000以上的高溫下工作，為保持正常切割必須通水冷卻，冷卻水流量應(yīng)大于3L/min，水壓為0.150.2MPa。4. 氣路系統(tǒng)氣路系統(tǒng)氣路系統(tǒng)由氣瓶、減壓器、流量器及電磁氣閥組成。5. 割炬割炬割炬（也稱割槍）是產(chǎn)生等離子弧的裝置， 也是直接進(jìn)行切割的工具。等離子弧割炬主

4、要由本體、電極組件、噴嘴和壓帽等部分組成。 其中噴嘴是割炬的核心部分，其結(jié)構(gòu)形式和幾何尺寸對等離子弧的壓縮和穩(wěn)定有重要影響。三、等離子弧切割工藝三、等離子弧切割工藝1. 電極與工作氣體電極與工作氣體等離子弧切割的電極材料一般采用鈰鎢極，空氣等離子弧切割一般采用純鋯或純鉿電極，等離子弧切割的工作氣體是氮、氬、氫以及它們的混合氣體。2. 切割參數(shù)切割參數(shù)（1）切割電流和切割電壓（2）切割速度（3）氣體流量（4）噴嘴與割件的距離（5）電極端部與噴嘴的距離電極內(nèi)縮量示意圖電極噴嘴割件H噴嘴與割件的距離Ly電極內(nèi)縮量四、空氣等離子弧切割四、空氣等離子弧切割1. 空氣等離子弧切割的特點(diǎn)空氣等離子弧切割的特

5、點(diǎn)（1）用壓縮空氣作為工作氣體， 來源廣， 價(jià)格低廉，可大大降低成本。（2）空氣等離子弧能量大，切割速度快，生產(chǎn)率高。（3）壓縮空氣中的氧極易使電極氧化燒損，使電極壽命大大縮短，故不能采用純鎢極或含氧化物的鎢極。2. 空氣等離子弧切割設(shè)備空氣等離子弧切割設(shè)備空氣等離子弧切割機(jī)及切割設(shè)備) 切割機(jī)) 切割設(shè)備1電源2空氣壓縮機(jī)3割炬4工件5接工件電纜6電源開關(guān)7過濾減壓閥（1）電源空氣等離子切割電源一般為陡降外特性的直流電源，目前大多采用晶閘管整流或逆變直流電源。（2）氣源空氣等離子切割設(shè)備的氣源是壓縮空氣，大多企業(yè)都有壓縮空氣站，使用時(shí)只需接通壓縮空氣管路即可。（3）割炬空氣等離子弧切割用電極

6、的結(jié)構(gòu)) 實(shí)芯電極) 空芯電極鑲?cè)氲匿?、鉿等耐高溫氧化金屬電極紫銅電極座雙層復(fù)合式割嘴1等離子弧2壓縮空氣3電極 4保護(hù)氣體5內(nèi)噴嘴6外噴嘴7工件3. 空氣等離子弧切割工藝空氣等離子弧切割工藝 9-3等離子弧焊等離子弧焊一、等離子弧焊接的原理及特點(diǎn)一、等離子弧焊接的原理及特點(diǎn)1. 等離子弧焊接的原理等離子弧焊接的原理等離子弧焊接示意圖鎢極噴嘴焊縫焊件等離子弧2. 等離子弧焊接的特點(diǎn)等離子弧焊接的特點(diǎn)等離子弧焊與鎢極氬弧焊相比有下列特點(diǎn)：（1）由于等離子弧的溫度高，能量密度大（即能量集中），熔透能力強(qiáng)， 對于8mm或更厚的金屬焊接可不開坡口， 不加填充金屬， 可用比鎢極氬弧焊高得多的焊接速度施焊

7、。（2）由于等離子弧的形態(tài)近似于圓柱形，挺直性好，幾乎在整個(gè)弧長上都具有高溫。（3）由于等離子弧的穩(wěn)定性好， 特別是用聯(lián)合型等離子弧時(shí)，使用很小（大于0.1）的焊接電流，也能保持穩(wěn)定的焊接過程，因此其可焊接超薄的工件。（4）由于等離子弧焊接的鎢級是內(nèi)縮在噴嘴里面的， 焊接時(shí)不會與焊件接觸。 因此，不僅可減少鎢極損耗，還可防止焊縫金屬產(chǎn)生夾鎢等缺欠。二、等離子弧焊接設(shè)備二、等離子弧焊接設(shè)備等離子弧焊接設(shè)備工件填充焊絲焊槍控制系統(tǒng)水冷系統(tǒng)啟動開關(guān)（常安裝在焊槍上）焊接電源，供氣系統(tǒng)1. 焊接電源焊接電源等離子弧焊接一般采用具有陡降或垂直下降外特性的直流弧焊電源。2. 焊槍焊槍等離子弧焊焊槍是等離子

8、弧焊設(shè)備中的關(guān)鍵組成部分，主要由上槍體、下槍體、壓縮噴嘴、中間絕緣體及冷卻套等組成。3. 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)等離子弧焊設(shè)備的控制系統(tǒng)一般包括高頻引弧電路、拖動控制電路、延時(shí)電路和程序控制電路等部分。4. 氣路系統(tǒng)氣路系統(tǒng)等離子弧焊氣路系統(tǒng)1焊件2焊槍3電極4控制箱5離子氣6保護(hù)氣5. 水路系統(tǒng)水路系統(tǒng)由于等離子弧的溫度在10000 以上，為了防止燒壞噴嘴并增加對電弧的壓縮作用， 必須對電極及噴嘴進(jìn)行有效的水冷卻。冷卻水的流量應(yīng)不小于3 L/min， 水壓不小于0.15 0.2MPa，水路中應(yīng)設(shè)有水壓開關(guān)， 在水壓達(dá)不到要求時(shí)，切斷供電回路。三、等離子弧焊接工藝三、等離子弧焊接工藝1. 接頭形式和

9、坡口接頭形式和坡口10mm不銹鋼板采用不同焊接方法的坡口、鈍邊對比 鎢極氬弧焊等離子弧焊2. 等離子弧焊極性、電極及工作氣體等離子弧焊極性、電極及工作氣體等離子弧焊一般采用直流正接， 焊接鎂、鋁薄件時(shí)可采用直流反接， 焊接鎂、鋁厚件時(shí)可采用交流電源。 等離子弧焊的電極材料一般采用鈰鎢極或釷鎢極。等離子弧焊的工作氣體分為離子氣和保護(hù)氣，均為氬、氮或其與氫的混合氣體。3. 等離子弧焊接方法等離子弧焊接方法（1）穿透型等離子弧焊（2）熔透型等離子弧焊焊接過程中只熔透焊件，但不產(chǎn)生小孔效應(yīng)的等離子弧焊接方法， 稱為熔透型焊接法， 簡稱熔透法。 它采用較小的焊接電流（30 100）和較低的離子氣流量，主要用于薄板（厚度為0.5 2.5mm）焊接及厚板多層焊蓋面等。（3）微束等離子弧焊四、等離子弧焊（切割）的雙弧四、等離子弧焊（切割）的雙弧雙弧現(xiàn)象主弧，并列弧1. 雙弧的危害性雙弧的危害性（1）破壞等離子弧的穩(wěn)定性，使焊接或切割過程不能穩(wěn)定地進(jìn)行，惡化焊縫成形和切口質(zhì)量。（2）產(chǎn)生雙弧時(shí)， 在鎢極和工件之間同時(shí)形成兩條并列的導(dǎo)電通路， 減小了主弧電流， 降低了主弧的電功率。（3）容易燒壞噴嘴，使焊接或切割工作無法進(jìn)行。2. 雙弧形成的原因雙弧形成的原因在等離子弧焊接或切割時(shí)，等離子弧弧柱與噴嘴孔壁之間存在著由離子氣所形成的冷氣膜。這層冷氣膜由于噴嘴的冷卻作用，具有比