文档介绍：等离子切割六节等离子弧焊接与切割及安全操作一、等离子弧的形成等离子弧是自由电弧压缩而成的。电弧通过水冷喷嘴、限制其直径, 称机械压缩。水冷内壁温度较低, 紧贴喷嘴内壁的气体温度也极低,形成了一定厚度的冷气膜,冷气膜进一步迫使弧柱截面减小,称热压缩。弧柱截面的缩小, 使电流密度大为提高, 增强了磁收缩效应, 称磁压缩。在三种压缩的作用下,等离子弧的能量集中( 能量密度可达 105 ~ 106W / cm2) ,温度高( 弧柱中心温度 18000 ~ 24000K) ,焰流速度大( 可达 300m / s) 。这些特性使得等离子弧广泛应用于焊接、喷涂、堆焊及切割。二、等离子弧的特点由于等离子弧的特性,与钨极氩弧焊相比,有以下特点: (1) 等离子弧能量集中、温度高,对于大多数金属在一定厚度范围内都能获得小孔效应,可以得到充分熔透、反面成形均匀的焊缝。(2) 电弧挺度好,等离子弧的扩散角仅 5° 左右,基本上是圆柱形,弧长变化对工件上的加热面积和电流密度影响比较小。所以,等离子弧焊弧长变化对焊缝成形的影响不明显。(3) 焊接速度比钨极氩弧焊快。(4) 能够焊接更细、更薄加工件。(5) 其设备比较复杂、费用较高, 工艺参数调节匹配也比较复杂。三、等离子弧的类型按电源连接方式, 等离子弧有非转移型、转移型和联合型三种形式,见图 5—4。图5—4 等离子弧的类型 1—钨极 2—喷嘴 3—转移弧 4—非转移弧 5—工件 6—冷却水7—弧焰 8—离子气(一) 非转移型等离子弧钨极接电源负极, 喷嘴接电源正极, 等离子弧体产生在钨极和喷嘴之间,在离子气流压送下,弧焰从喷嘴中喷出,形成等离子焰。(二) 转移型等离子弧钨极接电源负极, 工件接电源正极, 等离子弧体产生于钨极与工件之间。转移弧难以直接形成, 必须先引燃非转移弧, 然后才能过渡到转移弧。金属焊接、切割几乎均采用转移型弧。(三) 联合型等离子弧工作时,非转移型弧和转移弧同时存在,称为联合型等离子弧。主要用于微束等离子弧焊和粉末堆焊等。四、等离子弧焊接(一) 等离子弧焊基本方法按焊缝成形原理, 等离子弧焊有三种基本方法: 小孔型等离子弧焊、熔透型等离子弧焊和微束等离子弧焊。 1 .小孔型等离子弧焊小孔型焊又称穿孔、锁孔或穿透焊。利用等离子弧能量密度大和等离子流力强的特点,将工件完全熔透并产生一个贯穿工件的小孔。被熔化的金属在电弧吸力、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。穿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。由于等离子弧能量密度的提高有一定限制, 因此小孔型等离子弧焊只能在有限板厚内进行。 2 .熔透型等离子弧焊当离子气流量较小、弧抗压缩程度较弱时, 这种等离子弧在焊接过程中只熔化工件而不产生小孔效应。焊缝成形原理和钨极氩弧焊类似, 此种方法也称熔入型或熔触法等离子弧焊。主要用于薄板加单面焊双面成形及厚板的多层焊。 3 .微束等离子弧焊 15~ 30A 以下的熔入型等离子弧焊接通常称为微束等离子弧焊接。由于喷嘴的拘束作用和维弧电流的同时存在, 使小电流的等离子弧可以十分稳定, 目前已成为焊接金属薄箔的有效方法。为保证焊接质量, 应采用精密的装焊夹具保证装配质量和防止焊接变形。工件表面的清洁程度应给予特别重视。为了便于观察, 可采用光学放大观察系统。(二) 等离子弧焊设备 1 .等离子弧焊设备的组成和钨极氩弧焊一样, 按操作方式, 等离子弧焊设备可分为手工焊和自动焊两类。手工焊设备由焊接电源、焊枪、控制电路、气路和水路等部分组成。自动焊设备则由焊接电源、焊枪、焊接小车( 或转动夹具) 、控制电路、气路及水路等部分组成。 2 .焊接电源下降或垂直下降特性的整流电源或弧焊发电机均可作为等离子弧焊接电源。用纯氩作为离子气时,电源空载电压只需 65~ 80V ;用氢、氩混合气时,空载电压需 110 ~ 120V 。大电流等离子弧都采用等离子弧, 用高频引燃非转移弧, 然后转移成转移弧。 30A 以下的小电流微束等离子弧焊接采用混合型弧, 用高频或接触短路回抽引弧。由于非转移弧在非常焊接过程中不能切除因此一般要用两个独立的电源。 3 .气路系统等离子弧焊机供气系统应能分别供给可调节离子气、保护气、背面保护气。为保证引弧和熄弧处的焊接质量,离子气可分两路供给, 其中一路可经气阀放空,以实现离子气流衰减控制。 4 .控制系统手工等离子弧焊机的控制系统比较简单, 只要能保证先通离子气和保护气, 然后引弧即可。自动化等离子弧焊机控制系统通常由高频发生器, 小车行走。填充焊口逆进拖动电路及程控电路组成。程控电路应能满足提前送气、高频引弧和转弧、离子气递增、延迟行走、电流和气流衰减熄弧。延迟停气等控制要求。五、等离子弧切割(