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四、等离子弧焊
Chapter 4: Plasma Arc Welding
春季学期1-8周 周1、周3的3-4节，正新314
目 录
原理
特点
PAW焊设备的构成
焊接措施
先进焊接技术
本部分教程的图片、资料和录像除取自教材外，还取自TWI (), SAF、Fronius, Liburdi, AMET等企业的资料, 互联网, 以及美国《焊接手册》第二卷。
原 理
等离子电弧
TIG电弧
原理及分类
概念： 等离子弧是通过外部拘束使自由电弧的弧柱被强烈压缩所形成的电弧。
特点： 电弧的温度、能量密度、等离子流速都明显增长
原理及分类
三种工作形式：
转移型等离子弧
喷嘴内电极与被加工工件间产生等离子弧
等离子焰流(非转移性)
在钨电极与喷嘴内壁之间引燃等离子弧
混合型等离子弧
等离子弧的产生
机械压缩
热压缩
电压缩
特 性
静特性
形状: U形
特点
热源特性
温度
能量密度 105-106 w/cm2
扩散角, 6度
对工件的加热重要来自弧柱的传导与辐射，而非斑点或者极区产热
焊接设备
外特性：陡降或者恒流特性电源，空载电压65~80V
焊接电源
直流： direct polarity at the electrode for welding metal materials (carbon steels, stainless steels, nickel-based and titanium).
脉冲: with the same polarity as above, welding energy is controlled in high and low current value period.
交流变极性 devoted to welding aluminum and its alloys. At present, this is the only way to weld with PLASMA in “keyhole” mode with argon protection.
焊接设备
焊枪
规定：
能固定喷嘴与钨极的相对位置，并可进行调整；
对喷嘴和钨极进行有效的冷却；
喷嘴与钨极之间要绝缘，以便在钨极和喷嘴内壁间引燃小弧；
能导入离子气流和保护气流；
便于加工和装配，尤其是喷嘴的更换；
尽量轻巧，便于使用中进行观测。
焊接设备
喷嘴
材料：紫铜，<2-
喷嘴孔径
喷嘴孔道长度
内腔锥角
压缩孔道形状
钨极内缩和同心度
送气
等离子弧焊接
熔入型焊接(传导型)
厚度不不小于3mm；15-200A
与TIG相似，电流小，薄板
小孔型PAW (keyhole)
工件熔透，形成小孔，熔化的金属排挤在周围，伴随等离子弧在焊接方向的移动，熔池金属沿电弧周围向后方移动，冷却后，形成焊缝。
厚度不小于3mm; >100A
无需背面支撑
用在自动化焊接中
一次焊透可达10mm碳钢, 一般限制在6mm
效率高，一般填丝防止咬边
Ar保护，不用He