離子焊接知識

6、使用與操作6.1、焊前檢查一下連接是否有誤，噴嘴直徑和電極長度是否符合要求。當一切正常后，打開冷卻水，使水流開關閉合，檢查有否漏水，若第一次試焊則把電流調(diào)小一些。6.2、合上后面板的空氣開關，電源指示燈亮，工作氣電磁氣閥吸合，可調(diào)節(jié)工作氣體的流量。6.3、把維弧開關向上扳，按一下焊槍頂部的按鈕馬上松開，引燃維弧，維弧指示燈亮。6.4、合上保護氣體開關，保護氣電磁閥吸合，調(diào)節(jié)好保護氣體流量，將焊槍與工件間的距離保持1～3mm，即可建立起針狀的輔助電弧，輔助電弧指示燈亮，調(diào)整焊槍與工件的相對位置，使電弧對準焊縫。6.5、把“啟動—停止”開關扳到“啟動”位置轉(zhuǎn)移電弧即建立，焊接開始，停止焊接時把此開關扳到“停止”位置，電流衰減，焊接停止。如果再次焊接時可重復上述過程，如果需要在焊槍上控制時，須將“啟動—停止”開關置于“停止”位置，按下焊槍上的微動開關，焊接開始，放開微動開關，焊接電流衰減，焊接停止。直流焊或脈沖焊焊接電流的大小，焊接電流衰減時間和脈沖頻率占空比等，可按需要分別調(diào)節(jié)面板上的旋鈕和開關。6.6若需要關斷維弧時，把維弧開關向下扳即可。6.7焊接完畢后應關掉電源、水和氣。注意：微束等離子弧發(fā)出紫外光線，操作者應帶上防護手套和面罩或護目眼鏡。焊接電流越大，護目鏡片的號數(shù)越大。7、維護與保養(yǎng)微束等子焊槍的電極，在使用過程中易燒損，需要經(jīng)常更換。在更換時，必須關閉電源，嚴禁帶電操作，以免燒壞焊槍。7.1、拆卸電極在電極不能正確定位或維弧不穩(wěn)定時，按下述程序拆卸電極。7.1.1、反時針方向轉(zhuǎn)動槍帽，將槍帽上的電極夾持桿抽出。7.1.2、用專用套筒旋松電極夾持螺釘。7.1.3、從電極夾持桿里取出電極，如果電極不太短，其尖端可以磨尖再用，如果太短不能被夾緊螺釘固定，則更換新電極。7.2、裝配電極7.2.1、選擇一根新的或重新磨尖過的電極桿，插入夾持桿的夾頭內(nèi)，電極在夾頭內(nèi)應輕松的通過。7.2.2、將裝電極的專用套筒套在電極上，旋動專用套筒，緊固夾緊螺釘，注意不可太緊，以免螺紋損壞；但是太松則會引起電極過熱，易燒壞鎢極。7.2.3、從電極夾持桿上取下專用套筒，將裝好的電極桿插入焊槍內(nèi)，旋上槍帽，按一下焊槍頂部按鈕，如果電極能自由地往返移動，再旋槍帽使電極與噴嘴短路后反旋2～2.5周，使電極與噴嘴距離2～2.5mm。7.3、電極加工7.3.1、為防止電極污染，最好采用專用細砂輪(120～150粒)磨鎢極。7.3.2、必須是軸向磨削，使電極端部磨成25o～30o。7.3.3、磨成的電極尖端與電極外徑應同心。7.4、焊槍的維護本焊槍為水槍，無水情況下易燒損，請經(jīng)常檢查其水流流通情況，電極調(diào)好后。平時不要頻繁旋動槍帽。8、常見故障原因及排除方法故障故障原因排除方法開機后電源指示燈不亮l、保險絲燒斷2、冷卻水不通1、保險絲，注意先拔去電源插頭，排除可能的短路2、通冷卻水維弧不能建立l、鎢極過短2、無工作氣體或流量不合適3、鎢極氣化燒損或尖端角度不對或同心度不好4、噴嘴氧化燒損或堵塞。5、焊槍內(nèi)通道堵塞。6、電路故障l、旋動槍帽使鎢極下伸或斷電后取出電極夾持桿調(diào)整鎢極外伸長度。2、調(diào)整流量至0.2L／min左右使電弧剛能吹出噴嘴。3、重新按要求磨好鎢極。4、清理或更換噴嘴。5、清理焊槍通道使氣體吹出及電接觸良好。6、檢查工件與噴嘴間有無電壓，若無電壓，應排除相應故障。輔助電弧不能建立1、維弧未吹出噴嘴外或不穩(wěn)定。2、焊槍離工件太遠。3、保護氣流量及Ar，H2混合比不合適4、電路故障1、調(diào)節(jié)槍帽及氣流量。2、保持1～3mm距離。3、調(diào)整氣流量混合比，注意三通不要接錯。4、檢查面板上“一”接頭與工件之間電壓應大于150V，若無電壓，應檢查相關電路并排除故障。主弧不能建立或焊接電流失控1、印制板有問題2、電位器接觸不良1、更換印制板2、更換電位器故障指示燈亮焊機無輸出1、電網(wǎng)電壓不合適2、機內(nèi)溫度過高3、過流1、使配電符合要求2、加強散熱，使焊機周圍溫度不要太高3、排除過流故障，關機后重新開機氣體消耗量(工作氣體)Ar0.15～0.40.15～0.6保護氣體消耗量Ar+H23.5～53.5～84

有幾種等離子弧焊接方法？

按焊縫成形原理，等離子弧有兩種基本焊接方法：穿透型等離子弧焊及熔透型等離子弧焊，其中30A以下的熔透型等離子弧焊又可稱為微束等離子弧焊，穿透型等離子弧焊也稱小孔型等離子弧焊。進行穿透型等離子弧焊時電弧在熔池前將工件穿透形成一個小孔，隨著熱源移動在小孔后形成焊道，主要用于厚度1.6～9mm工件的單道焊接。熔透法焊接成形原理與氬弧焊類似，主要用于薄板焊接及厚板多層焊。5

何謂穿透型焊接，其應用特點是什么？

利用小孔效應實現(xiàn)等離子弧焊的方法稱穿透型等離子焊接，亦稱小孔焊接法。其原理是：焊接時適當?shù)嘏浜想娏?、離子氣流及焊接速度3個工藝參數(shù)，等離子弧將會穿透整個工件厚度，形成一個貫穿工件的小孔，焊槍前進時，在小孔后邊并逐漸凝固成焊縫，如圖4所示。穿透型等離子弧焊的主要優(yōu)點在于可以單道焊接厚板，板厚范圍：1.6～9mm。穿透型等離子弧焊一般僅限于平焊，然而，對于某種類型的材料，采取必要的工藝措施，用穿透型等離子弧焊可以實現(xiàn)全位置焊接。

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穿透型等離子弧焊接的主要優(yōu)缺點是什么？

優(yōu)點是：

1）氣孔少。

2）由于穿透型等離子弧焊產(chǎn)生較為對稱的焊縫，焊接橫向變形小。

3）由于電弧穿透能力強，對厚板可實現(xiàn)單道焊接。

4）不開坡口實現(xiàn)對接焊，焊前對工件坡口加工量減少。

缺點是：

1）焊接可變參數(shù)多，參數(shù)區(qū)間窄。

2）厚板焊接是運載操作者的技術(shù)水平要求較高，并且穿透型等離子弧焊僅限于自動焊接。

3）焊槍對焊接質(zhì)量影響大，噴嘴壽命短。

4）除鋁合金外，大多數(shù)穿透型等離子弧焊仍限于平焊位置。

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何謂熔透型焊接，其應用特點是什么？

焊接過程中，只熔透工件，但不產(chǎn)生小孔效應的等離子弧焊方法，又稱熔透型焊接。熔透法要比穿透型等離子弧焊容易掌握，當離子氣流量較小，弧柱壓縮較弱時，等離子弧的穿透能力下降，弧柱只能熔化工件而不能產(chǎn)生小孔效應，焊縫盛開過程與氬弧焊類似，但焊接質(zhì)量及焊接速度要優(yōu)于氬弧焊。熔透法主要用于薄板焊接及厚板多層焊。9

大電流等離子弧焊設備與微束等離子弧焊設備有何區(qū)別？

按照焊接電流大小，等離子弧焊設備又可分為大電流等離子弧焊設備和微束等離子弧焊設備。大電流等離子弧焊設備常采用轉(zhuǎn)移弧，設備中只有一套電源供電，而微束等離子弧焊設備常采用聯(lián)合弧，需兩套電源供電。圖6及圖7分別為大電流等離子及微束等離子弧焊接系統(tǒng)示意圖。13

如何設計等離子弧焊槍上的噴嘴？

壓縮噴嘴是等離子弧焊槍中產(chǎn)生等離子弧的關鍵零件，它對電弧直接起機械壓縮作用，而電弧形態(tài)影響焊縫質(zhì)量及焊接效率，不同的焊接工藝對噴嘴形狀及尺寸也不盡相同，所以要求工藝人員能夠挑選或設計焊槍噴嘴。

圖1中，噴嘴孔徑dn及孔道長度lo是壓縮噴嘴的兩個重要尺寸?？讖?jīng)Q定等離子弧直徑和能量密度，應根據(jù)電流和離子氣流量來決定。對于給定的電流和離子氣流量，增加dn則降低噴嘴對電弧的壓縮作用，弧壓也隨之降低，而減少dn易出現(xiàn)雙弧，破壞等離子弧的穩(wěn)定性。表1列出常用等離子弧電流與噴嘴孔徑之間的關系。

孔徑確定后，孔道長lo增大則對等離子弧的壓縮作用增大，同時也易出現(xiàn)雙弧，常以lo/dn表示噴嘴孔道的壓縮特征，稱孔道比?？椎辣鹊耐扑]值見表2。

等離子弧焊常用的壓縮噴嘴類型如圖9所示,圖9a、b中的噴嘴，其壓縮孔道為圓柱形，應用最廣。如圖9c、d、e中的噴嘴，其壓縮孔道為收斂擴散型，減弱了對等離子弧的壓縮作用，但這種噴嘴可以采用更大的焊接電流而不產(chǎn)生（或很少產(chǎn)生）雙弧，所以收斂擴散型噴嘴適用于大電流、厚板焊接。

圖9b、d、e均有大小孔三個，屬三孔型噴嘴，三孔型噴嘴除了中心孔外，其在左右各有一個對稱的小孔。采用三孔道噴嘴焊接時，電弧及部分離子氣經(jīng)較大的中心孔流出，而其他離子氣則通過兩旁較小的孔道。從這兩個小孔流出的離子氣可將等離子弧產(chǎn)生的圓形熱場變成橢圓形。當三個孔中心的連線與焊道垂直時，橢圓形熱場平行于焊接方向，這將有助于提高焊速及降低焊縫寬度。

壓縮角α對等離子弧壓縮作用不大，一般取60°。

最通用的噴嘴材料是純銅。正常焊接時，噴嘴內(nèi)部電弧弧柱被一層冷氣膜包圍，如噴嘴冷卻效果不好，冷氣膜便容易被擊穿形成雙弧，破壞正常的焊接過程。大電流噴嘴必須采用直接水冷，為提高冷卻效果，噴嘴壁厚一般不大于2～2.5mm。14

如何挑選鎢極？

等離子弧焊槍所采用的電極材料與鎢極氬弧焊相同，目前國內(nèi)主要采用釷鎢和鈰鎢電極。使用鎢極時應正確選擇鎢極直徑，表3列出了釷鎢電極的正極性（鎢極接電源負極）許用電流，也可供鈰鎢電極參考。由于等離子弧焊槍對鎢極的冷卻效果優(yōu)于氬弧焊槍，所以鎢極燒損程度較氬弧焊輕。

為了便于引弧和提高電弧穩(wěn)定性,電極前端都要磨成20°至60°的夾角，如圖5-10a、b、c所示。在直流大電流工藝中，為保持電極端部形狀及降低鎢極燒損程度，電極端部要磨成錐球形或球形，如圖10d、e、f所示。在交流焊接工藝中，常將鎢極磨成尖錐狀后，再用電弧燒成一個圓球，如圖10f所示。由于直流反極性會嚴重燒損鎢極，必須降低鎢電極的許用電流。15

進行等離子弧焊接時應注意調(diào)節(jié)哪些工藝參數(shù)。

工藝參數(shù)包括焊接電流、電弧電場強度、焊接速度、保護氣成分及流量以及離子氣成分及流量。

焊接電流是通過焊機上的電流調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)，電流的大小主要根據(jù)被焊材料的板厚確定。

電弧電場強度與壓縮噴嘴孔道比、離子氣成分及流量、保護氣成分及流量有關。壓縮噴嘴以及氣體成分及流量確定之后，電弧電場強度也隨之確定，電弧電場強度通過測量電弧電壓間接測量。電弧長度確定之后，電場強度與電弧電壓成正比。電弧電場強度主要根據(jù)被焊材料的板厚及材質(zhì)確定。被焊材料熔點越高，厚度越大，應選擇較高的電弧電場強度。應注意高的電弧電場強度容易引起雙弧，破壞等離子電弧的穩(wěn)定性。焊接用等離子電弧電壓一般為18～30V。

焊接速度與焊接效率、電弧穩(wěn)定性及焊縫成形穩(wěn)定性有關，高的焊接速度容易引起雙弧。

保護氣及離子氣氣體成分及流量根據(jù)被焊材料及焊接工藝選擇。進行小孔焊時，合理的離子氣氣體成分及流量是穩(wěn)定形成小孔的重要條件。16

如何選擇等離子弧焊接用的氣體？

等離子弧焊接需要兩層氣體，即從噴嘴流出的離子氣及從保護氣罩流出的保護氣。有時為了增強保護，還需使用保護拖罩及通氣的背面墊板擴大保護氣的保護范圍。等離子弧焊接用的氣體種類取決于被焊金屬。

離子氣對鎢極應該是惰性的，以免鎢極燒損過快。小電流焊接時，離子氣一律作用純氬，大電流焊接時根據(jù)被焊材料的性質(zhì)可選用純氬、純氦、氬氫混合氣、氬氦混合氣及氬二氧化碳混合氣。

保護氣對母材一般應是惰性的，但如活性氣體不影響焊縫性能，允許在保護氣中添加活性氣體。大電流焊接時，保護氣成分與離子氣相同；小電流焊接時，可選用的氣體有純氬、純氦、氬氫混合氣及氬氦混合氣。17

何謂雙弧，如何防止雙??？

等離子弧正常工作時，電弧應從鎢極經(jīng)噴嘴孔道到達工件。雙弧是指鎢極與噴嘴之間有一個電弧，噴嘴與工件有一個電弧，鎢極到工件間的電流通道有兩個相串聯(lián)的電弧，見圖11。出現(xiàn)雙弧時，會造成工藝缺陷，嚴重時燒毀噴嘴，需要避免。防止雙弧的方法主要有：降低噴嘴孔道比；增強噴嘴冷卻；降低電流，改變離子氣成分，如降低氬氫混合氣中氫氣的比例；改變保護氣成分，如將純氬保護氣改成氬氫混合氣或氬氦混合氣或純氦；適當加大離子氣等。18

進行穿透型等離子弧焊接時，應注意哪些問題？

穿透型等離子弧焊只能采用自動焊，需要精確地控制起弧與收弧、離子氣流量、焊接電流、焊接速度等工藝參數(shù)。

板厚小于3mm時，可以直接在焊件上起弧及收弧。板厚大于3mm時，對于縱縫，可以采用起弧板及收弧板，將小孔起始區(qū)及收尾區(qū)排除在焊縫之外。環(huán)縫焊接時，須采用電流及離子氣量遞增的方式形成合適的小孔形成區(qū)，而采用電流及離子氣量遞減的方式獲得小孔收尾區(qū)。

合理地搭配離子氣流量、焊接電流以及焊接速度等工藝參數(shù)。為了形成小孔，必須有足夠的離子氣流量，但離子氣流量過大會降低小孔周圍液態(tài)金屬的溫度，使小孔無法閉鎖成焊縫，所以離子氣流量應與焊接電流及焊接速度適當?shù)嘏浜?。與其他焊接方法一樣，焊接電流是根據(jù)板厚及焊接速度來確定的，但穿透法選擇電流參數(shù)區(qū)間要窄得多。離子氣流量與噴嘴確定之后，電流過小不能形成小孔，過大會使熔池金屬墜落。在確定新的焊接工藝時，一般根據(jù)相關的焊接手冊確定焊接參數(shù)初始值，再根據(jù)焊接現(xiàn)象對參數(shù)加以調(diào)整。

焊接夾具由壓板和墊板組成。采用穿透法焊接時，焊縫背面熔池是由液態(tài)金屬的表面張力支撐的，熔化的鐵液不與墊板凹槽相接觸。穿透法用的墊板通常寬13mm，如圖12所示。穿透法是單面焊雙面成形的焊接方法，如在凹槽通保護氣，則有利于提高背面焊縫的成形質(zhì)量。20

用等離子弧進行環(huán)縫焊接時，應注意哪些問題？

環(huán)縫分為全位置焊接工藝及轉(zhuǎn)動口（焊槍固定不動，工件旋轉(zhuǎn)，相當于平焊）工藝。進行全位置焊接時，最好采用熔透法；而在轉(zhuǎn)動口工藝中，既可以采用穿透法，也可以采用熔透法。

在環(huán)縫焊接過程中，應控制好引弧及收弧技術(shù)，所用的焊接電源應具有電流遞增及電