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    1. 第六篇等離子弧焊接.ppt

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      第六章 等離子弧焊接 §6-1 等離子弧特性及其發生器 四、等離子弧生器 五、雙弧及其防止措施 §6-2 離子弧焊接與切割 * * 一、基本要求 1、掌握等離子弧的產生原理及特點 2、了解等離子弧發生器的結構 3、掌握等離子弧焊接的幾種主要的工藝形式及特點 二、重點 1、等離子弧的焊接工藝參數的選擇; 一、等離子弧的形成 等離子弧是一種被壓縮的鎢極氬弧,具有很高的能量密度、溫度及電弧力。等離子弧是通過三種壓縮作用獲得的: 1) 機械壓縮 水冷銅噴嘴孔徑限制弧柱截面積的自由擴大,這種拘束作用就是機械壓縮; 2) 熱壓縮 噴嘴中的冷卻水使噴嘴內壁附近形成一層冷氣膜,進一步減小了弧柱的有效導電面積,從而進一步提高了電弧弧柱的能量密度及溫度,這種依靠水冷使弧柱溫度及能量密度進一步提高的作用就是熱壓縮; 3) 電磁壓縮 由于以上兩種壓縮效應,使得電弧電流密度增大,電弧電流自身磁場產生的電磁收縮力增大,使電弧受到進一步的壓縮,這就是電磁壓縮。 二、等離子弧的分類 (一)非轉移型電弧 非轉移型電弧燃燒在鎢極與噴嘴之間,焊接時電源正極接水冷銅噴嘴,負極接鎢極,工件不接到焊接回路上;依靠高速噴出的等離子氣將電弧帶出,這種電弧適用于焊接或切割較薄的金屬及非金屬。 ?(二)轉移型電弧 轉移型電弧直接燃燒在鎢極與工件之間,焊接時首先引燃鎢極與噴嘴間的非轉移弧,然后將電弧轉移到鎢極與工件之間;在工作狀態下,噴嘴不接到焊接回路中。這種電弧用于焊接較厚的金屬。 ?(三)聯合型電弧 轉移弧及非轉移弧同時存在的電弧為聯合型電弧?;旌闲碗娀≡诤苄〉碾娏飨戮湍鼙3址€定,因此特別適合于薄板及超薄板的焊接。 非轉移 轉移 聯合 三、等離子弧特性 (一)電弧靜特性曲線與TIG電弧明顯不同: (1)E大,因此上移。平直段縮小、上升段斜率增大; (2)聯合電弧的下降段不明顯;因此,小電流電弧非常穩定。 (二)電弧溫度高24000K-50000K,功率密度大,能量密度105-106W/cm2 。而TIG電弧分別為10000-24000K, 小于104W/cm2。 (三)剛直性大,電弧集中系數大。 (四)弧柱熱量的對工件的加熱作用大 電弧 PA 轉移弧 聯合型等離子弧 (非轉移弧電流) 三)、等離子弧焊的特點及應用 (一)特點 由于等離子電弧具有較高的能量密度、溫度及剛直性,因此與一般電弧焊相比,等離子電弧具有下列優點: 1) 熔透能力強,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; 2) 焊縫質量對弧長的變化不敏感,這是由于電弧的形態接近圓柱形,且挺直度好,弧長變化對加熱斑點面積的影響很小,易獲得均勻的焊縫形狀; 3) 鎢極縮在水冷銅噴嘴內部,不會與工件接觸,因此可避免焊縫金屬產生夾鎢現象; 4) 等離子電弧的電離度較高,電流較小時仍很穩定,可焊接微型精密零件; 等離子弧焊的缺點是: 1) 可焊厚度有限,一般在25mm以下; 2) 焊槍及控制線路較復雜,噴嘴的使用壽命很低; 3) 焊接參數較多,對焊接操作人員的技術水平要求較高。 (二)應用 可用鎢極氬弧焊焊接的金屬,比如不銹鋼、鋁及鋁合金、鈦及鈦合金、鎳、銅、蒙耐爾合金等,均可用等離子弧焊焊接。這種焊接方法可用于航天、航空、核能、電子、造船及其它工業部門中。 一)、分類:等離子弧焊槍、割槍、噴槍。 二)、組成 主要由電極、電極夾頭、壓縮噴嘴、中間絕緣體、上槍體、下槍體及冷卻套等組成。最關鍵的部件為噴嘴及電極。 1、 噴嘴 分類 ?按噴嘴孔道的數量,可分為單孔型和多孔型兩種。 多孔型噴嘴除了中心主孔外,主孔左右還有多個小孔。從這兩個小孔中噴出的等離子氣對等離子弧有一附加壓縮作用,使等離子弧的截面變為橢圓形。當橢圓的長軸平行于焊接方向時,可顯著提高焊接速度,減小焊接熱影響區的寬度。 最重要的噴嘴形狀參數為壓縮孔徑及壓縮孔道長度。 噴嘴孔徑dn dn決定了等離子弧的直徑及能量密度。直徑越小,對電弧的壓縮作用越大,但太小時,等離子弧的穩定性下降,甚至導致雙弧現象,燒壞噴嘴。通常應根據焊接電流大小及等離子氣種類及流量來選擇。 ?2) 噴嘴孔道長度l0 在一定的壓縮孔徑下,l0越長,對等離子弧的壓縮作用越強,但l0太大時,等離子弧不穩定。通常要求孔道比l0 /dn在一定的范圍之內。轉移弧一般為1.0-1.2?;旌想娀?-6 ?3)錐角? 對等離子弧的壓縮角影響不大,30??180?范圍內均可,但最好與電極的端部形狀配合,保證將陽極斑點穩定在電極的頂端。焊接時一般為60?90 ? 噴嘴類型 噴嘴材料一般為紫銅,直接水冷。 2、 電極 1)材料 等離子弧焊接一般采用釷鎢極或鈰鎢極,有時也采用鋯鎢極或鋯電極

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