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等离子弧焊简介及工作原理

 发布于: 2013/3/16 9:15:02

     等离子弧焊(PAW)是利用钨极与工件之间的压缩电弧(转移弧)或钨极与喷嘴之间的压缩电弧(非转移弧)进行焊接的一种方法。利用从焊枪中喷出的等离子气进行保护,并在其外围补充一辅助保护气体。该方法采用外部压力。图5.16给出了转移型等离子弧焊示意图。
     等离子弧焊是纽约人Robert  Gage于1957发明的(美国专利号为2806124)。等离子弧还用于切割和喷涂。等离子弧广泛用于有色金属的切割,在大厚度钢板的切割方面也得到了较多的应用。等离子喷涂既可使用粉末喷涂材料,也可使用丝状喷涂材料。

转移型等离子弧焊示意图

    (1)工作原理
     等离子弧焊和GTAW焊在很多方面是十分类似的,参见图5.17.如果钨极与工件之间的电弧被压缩或断面面积减小,则其温度上升,因为压缩后仍导致通同样大小的电流。这种被压缩的电弧称为等离子体,等离子体是物质的第四状态。等离子有两种类型,转移型等离子弧和非转移型等离子弧。非转移型等离子弧电流通过喷嘴流到喷嘴内部的钨极,然后再回到电源,非转移型电弧主要用于等离子喷涂,还用于加热非金属部件。转移型等离子弧的电流从工件穿过喷嘴上的小孔进入钨极,然后再回到电源。图5.18对两种类型的等离子进行了比较。除了小电流的等离子弧焊外,等离子弧焊通常采用转移型弧。
 

等离子弧焊与GTAW焊的对比

     等离子弧是通过对穿过喷嘴小孔的电弧进行压缩而产生的,高温等离子从小孔中以很快的速度喷出。等离子弧呈近似的柱形(图5.19),具有很大的刚直性,而不像GTAW电弧那样具有大的发散角。当刚直性强、温度极高的电弧指向工件时,工件表面和填充金属迅速熔化,形成熔池。这种焊接方式类似于GTAW焊,被称为熔入型等离子弧焊。但等离子弧熔化工件的速度比GTAW要快得多,而高温、高速的等离子流也使等离子弧的热效率显著高于GTAW电弧,因此等离子弧焊的焊接速度更快、熔深更大。
     等离子弧另外一种焊接方式是小孔型等离子弧焊。焊接过程中,等离子流将熔池穿透,形成小孔。在表面张力的作用下,熔池金属沿着小孔流到熔池的尾部,电弧前移时,熔池结晶是形成焊缝。小孔法只能用于等离子弧可穿透接缝场合,也就是说只能用于单面焊双面成型,只能用于焊接厚度为1/16~3/4in(1.6~19mm)的工件,而具体的最大可焊厚度取决于待焊工件的成分及所用的等离子气。小孔法适合于单面焊双面成形,既采用手工操作方式也可采用自动操作方式,目前已成功地用于焊接厚度不大于1/2in(12mm)的铝材。

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