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等离子焊接技术及行业应用(上)

2018-4-30 10:20:04      点击:

1922年, 德国Gerdien 和 Lotz 通过水涡流喷嘴中获得稳定的等离子压缩电弧,这种压缩电弧是等离子焊接工艺的基础。

1954年, Weiss 和 Peters 利用该原理制作出了第一个压缩电弧喷嘴,这得益于TIG工艺的经验 。

1955年第一个等离子焊接专利被注册

本文专题介绍奥地利SBI等离子焊机特点和应用

等离子焊接技术

       等离子弧焊,是指利用等离子弧高能量密度束流作为焊接热源的熔焊方法。等离子弧焊接具有能量集中、生产率高、焊接速度快、应力变形小、电弧稳定且适宜焊接薄板和箱材等特点,特别适合于各种难熔、易氧化及热敏感性强的金属材料(如钨、钼、铜、镍、钛等) 的焊接。

等离子焊接具有如下特点:

1)微束等离子弧焊可以焊接箔材和薄板。

2)具有小孔效应,能较好实现单面焊双面自由成形。

3)等离子弧能量密度大,弧柱温度高,穿透能力强,实现10~12mm厚度钢材不开坡口焊接,能一次焊透双面成形,焊接速度快,生产率高,应力变形小。

4)设备比较复杂,气体耗量大,组对间隙、对工件的洁净要求严格,只宜于室内焊接。

等离子弧有二种工作方式。

       一种是“非转移弧”,电弧在钨极与喷嘴之间燃烧,主要用于等离子喷涂或加热非导电材料。另一种是“转移弧”,电弧由辅助电极高频引弧后,电弧燃烧在钨极与工件之间,用于焊接。形成焊缝的方式有熔透式和穿孔式两种。前一种形式的等离子弧只熔透母材,形成焊接熔池,多用于0.8~3mm厚的板材焊接;后一种形式的等离子弧只熔穿板材,形成钥匙孔形的熔池,多用于3~12mm厚的板材焊接。此外,还有小电流的微束等离子弧焊,特别适合于0.02~1.5毫米的薄板焊接。

       等离子弧焊接属于高能束、高质量焊接方法。焊缝的深/宽比大,热影响区窄,工件变形小,可焊材料种类多。特别是脉冲电流等离子弧焊和熔化极等离子弧焊的发展,更扩大了等离子弧焊的使用范围。

        等离子弧焊与TIG焊十分相似,它们的电弧都是在尖头的钨电极和工件之间形成的。但是,通过在焊炬中安置电极,能将等离子弧从保护气体的气囊中分离出来,随后推动等离子通过孔型良好的铜喷管将电弧压缩。通过改变孔的直径和等离子气流速度,可以实现三种操作方式

微束等离子弧焊:30A以下

     指电流在30A以下的熔透型等离子弧焊,通常称为微束等离子弧焊。为了保证小电流等离子弧的稳定,一般采用混合型等离子弧。主要用于超薄件的焊接。

熔透型等离子弧焊:15~200A

     它是采用较小的焊接电流和较小的离子气流量,等离子弧在焊接过程中只熔化焊件不产生小孔效应,焊接方法与钨极氩弧焊很相似,焊接时可以不添加金属,主要用于薄板(0.5~2.5mm)的焊接。

穿透型等离子弧焊:100~300A

     又称穿孔型焊接法,通过增加焊接电流和等离子气流速度,可产生强有力的等离子束,利用它温度高、能量密度强、穿透力强的特点,焊接时等离子弧把焊件完全熔透并在等离子流量的作用下形成一个穿透焊件的小孔(小孔背面露出等离子弧),形成正反面都有鱼鳞纹的焊缝,即所谓的“小孔效应”,焊接时一般不加填充金属。适用于3~8mm的不锈钢、12mm以下的钛合金、2~6mm低碳钢低合金钢以及铜、黄铜和镍及镍合金的焊接。