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等离子弧及其作用形式的控制方式

【摘要】:由于等离子体是由荷电粒子组成的导电体,因此可用磁场控制它的位置、形状和运动,如电弧的旋转、电弧的稳定等。图2-6 等离子弧的作用形式a)非转移型弧 b)转移型弧 c)联合型弧

1.等离子

等离子体是指气体部分或全部电离,形成正、负离子数量相等而整体呈中性的导电体,是继固态、液态、气态之后的物质第四态。

作为物质的一种独立形态,它具有以下基本特点:

1)导电性。由于气体原子被电离成正离子和负离子,气体中充满带电粒子,等离子体具有很强的导电性。

2)电中性。虽然等离子体内部具有很多荷电粒子,但粒子所带的正电荷数与负电荷数量相等,整体而言是电中性体。

3)与磁场可作用性。由于等离子体是由荷电粒子组成的导电体,因此可用磁场控制它的位置、形状和运动,如电弧的旋转、电弧的稳定等。

2.等离子弧

用于喷涂的等离子电弧(简称等离子弧)一般都是利用等离子弧发生器产生的压缩电弧。图2-5所示为电弧等离子发生器。一般阴极采用钨铈或钨钍合金材料,喷嘴阳极采用纯铜,压缩电弧的形成是所谓热收缩效应、自磁压缩和机械压缩效应联合作用的结果。与自由电弧相比,等离子弧具有能量集中、温度高(7000~30000℃)、燃烧稳定、气氛可控的特点。

3.等离子弧的形式

等离子弧有三种作用形式。

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图2-5 电弧等离子发生器

(1)非转移型弧 如图2-6a所示,喷嘴接电源正极,钨极接电源负极,电弧建立在钨极和喷嘴内表面之间,等离子焰流从喷嘴内喷出。非转移型弧可用于喷涂、切割等。

(2)转移型弧 如图2-6b所示,工件接电源正极,钨极接电源负极,电弧建立在钨极与工件之间。转移型弧可用于金属切割、粉末喷焊等。

(3)联合型弧 如图2-6c所示,喷嘴和工件接电源正极,钨极接电源负极,非转移型弧和转移型弧并存的等离子弧。联合型弧用于喷焊亦可用于喷涂。

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图2-6 等离子弧的作用形式

a)非转移型弧 b)转移型弧 c)联合型弧