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等离子弧焊的分类、特点和应用

【摘要】:(一)等离子弧焊的分类、特点在焊接领域中,用等离子弧作热源的工艺方法主要有等离子弧堆焊、等离子弧焊接、等离子弧切割、等离子弧喷涂等。等离子弧焊与钨极氩弧焊很相似,但它的热源是经机械压缩、热收缩、磁收缩的压缩电弧。熔透型等离子弧焊用压缩程度较弱的等离子弧,只熔化工件而不产生小孔效应,与钨极氩弧焊类似,主要用于薄板单面焊背面成形及厚板的多层焊。

(一)等离子弧焊的分类、特点

在焊接领域中,用等离子弧作热源的工艺方法主要有等离子弧堆焊、等离子弧焊接、等离子弧切割、等离子弧喷涂等。等离子弧焊与钨极氩弧焊很相似,但它的热源是经机械压缩、热收缩、磁收缩的压缩电弧。等离子弧比电弧温度高,能量密度大,因而可高速度低热输入焊接。等离子弧焊有穿透型(小孔型)等离子弧焊、熔透型等离子弧焊、微束等离子弧焊三种基本方式小孔型等离子弧焊利用等离子弧能量密度大和等离子流力大的特点,将工件完全熔透并产生一个贯穿的小孔,被熔化的金属在电弧吹力、液体金属重力与表面张力相互作用下保持平衡。焊枪前进时,小孔在电弧后方锁闭,形成完全熔透的焊缝。小孔效应只有在足够的能量密度条件下才能形成,板厚增加,所需能量密度也增加,因此穿透型等离子弧焊的板厚受一定限制,除了钛和钛合金可焊到12mm以外,其余金属只能焊到6~8mm。熔透型等离子弧焊用压缩程度较弱的等离子弧,只熔化工件而不产生小孔效应,与钨极氩弧焊类似,主要用于薄板单面焊背面成形及厚板的多层焊。微束等离子弧焊用小孔径压缩喷嘴,用非转移与转移联合型等离子弧,焊机有两个独立的焊接电源,焊接电流仅有1~30A,但等离子弧稳定性好,可用于焊接箔材和细丝。

等离子弧焊的特点是能量集中温度高,焊接速度快,电弧挺直性和稳定性好,可焊接更细更薄的工件,弧长变化对焊缝成形的影响比较小,而且钨极内缩在喷嘴之内电极不与工件接触,没有焊缝夹钨的问题,焊接热输入小,焊接质量高。但焊接电源、控制系统、焊炬都较复杂,设备费用是钨极氩弧焊的2~5倍,参数的调节匹配较复杂,对喷嘴构造、钨极安装等要求较高而且喷嘴寿命短。

(二)等离子弧焊在承压设备制造和安装中的应用

锅炉压力容器和压力管道制造安装中,等离子弧焊广泛用于不锈钢有色金属的切割微束等离子弧焊用于波纹管等薄件的焊接。在承压设备制造中,自动等离子弧焊常用于焊接厚度为8mm以下的钛、锆、镍、不锈钢等金属。

在不锈钢有缝管的生产线上,不锈钢带由机器卷制成管状,其纵缝用穿透型等离子弧焊一次熔透焊成。管壁较小时纵缝接口处的缝隙角度不大,可以不填丝焊接。若板厚较大,接口处缝隙较大,则要适当填丝。其焊接速度比钨极氩弧焊快,还减小了不锈钢的过热敏化,提高了耐蚀性。