等离子焊接的原理及特点？

原理：等离子弧切割是一种常用的金属和非金属材料切割工艺方法。它利用高速、高温和高能的等离子气流来加热和熔化被切割材料，并借助内部的或者外部的高速气流或水流将熔化材料排开直至等离子气流束穿透背面而形成割口。

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。

扩展资料：

等离子弧焊接属于高质量焊接方法。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。

按电源连接方式的不同，等离子弧有非转移型、转移型和联合型三种形式。

（1）非转移型等离子弧 钨极接电源负端，喷嘴接电源正端，等离子弧体产生在钨极与喷嘴之间，在等离子气体压送下，弧柱从喷嘴中喷出，形成等离子焰。

（2）转移型等离子弧 钨极接电流负端，焊件接电流正端，等离子弧产生在钨极和焊件之间。因为转移弧能把更多的热量传递给焊件，所以金属焊接、切割几乎都是采用转移型等离子弧。

（3）联合型等离子弧 工作时非转移弧和转移弧同时并存，故称为联合型等离子弧。非转移弧起稳定电弧和补充加热的作用，转移弧直接加热焊件，使之熔化进行焊接。主要用于微束等离子弧焊和粉末堆焊。

参考资料来源：百度百科——等离子弧焊

由于等离子电弧具有较高的能量密度，温度及刚直性（能量密度可达10000到100000w/平方厘米，弧柱中心温度可达18000—24000K以上，焰流速度可达300m/s以上），因此与一般电弧焊相比，等离子电弧具有下列优点：

1.能量密度大，电弧方向性强，融透能力强，在不开坡口，不加填充焊丝的情况下可一次焊透8至10mm厚的不锈钢板，与钨极氩弧焊相比，在相同的焊缝熔深情况下，等离子焊接速度要快得多。

2.焊缝质量对弧长的变化不敏感。这是由于等离子弧的形态接近圆柱形，发散角很小（约5度），且挺直性好，弧长变化对加热斑点的面积影响很小，因此容易获得均匀的焊缝形状。若按钨极氩弧焊的扩散角为90度，等离子焊扩散角为5度计算，电弧断面变化20%时,钨极氩弧焊的焊炬高度只允许变化±0.12mm,而等离子焊则可变化±1.2mm,这对保证焊缝成形和焊缝均匀性都十分有益。

3.钨极缩在水冷铜喷嘴内部，不可能与工件接触，因此可有效避免焊缝金属产生夹钨现象。另外，电弧搅动性好，熔池温度高，有利于熔池内气体的释放。

4.等离子电弧由于压缩效应及热电离度较高，电流较小时仍很稳定。配用新型的电子电源，焊接电流可以小到0.1A，这样小的电流也能达到电弧稳定燃烧，因此特别适合焊接微型紧密零件。

5.焊缝的深宽比大,热影响区小,适合焊接某些可焊性差的材料和双金属等。

6.可以产生稳定的小孔效应，通过小孔效应，正面施焊的时候可以获得良好的单面焊双面成型。

7.焊接成本低，与一般氩弧焊相比，可省电1/3～1/2,省气1/2～2/3，且在焊接厚度较小的情况下，无需填丝。

补充：

借助水冷喷嘴对电弧的拘束作用，获得较高能量密度的等离子弧进行焊接的方法，叫等离子弧焊。等离子弧焊是一种不熔化极电弧焊，是利用电极和焊件之间的压缩电弧(转移电弧)来实现焊接的。所用的电极通常是钨极，产生等离子弧的等离子气宁可用氩气、氮气、氦气或其中两者之混合气，同时还通过喷嘴用惰性气体保护。焊接时可以外加填充金属，也可以不加填充金属。

等离子弧焊焊接时，由于其电弧挺直，能量密度大，因而电弧穿透力强。等离子弧焊焊接时产生的小孔效应，对于一定厚度范围内的大多数金属可以进行Ⅰ形坡口对接，并能保证熔透和焊缝均匀一致。因此，等离子弧焊的生产率高、焊缝质量好。但等离子弧焊设备

(包括喷嘴)比较复杂，对焊接参数的控制要求较高。

钨极惰性气体保护焊可焊接的绝大多数金属，均可采用等离子弧焊焊接。与之相比，对于1mm以下的极薄金属的焊接，用等离子弧焊较易进行。

---