焊工知识与技能（初级）课件第十单元等离子弧焊与等离子弧切割 2022-2023学年高二上劳动版

第十单元 等离子弧焊与等离子弧切割 基础知识 课题一　板对接平焊等离子弧焊 课题二　等离子弧切割 基础知识 一、等离子弧产生原理、特点及类型 1.等离子弧 一般的焊接电弧未受到外界的压缩，称为自由电弧。如果对自由电弧的弧柱进行强迫“压缩”，就能获得导电截面较小而能量更加集中，弧柱中的气体几乎全部达到电离状态的电弧，这种电弧称为等离子弧。 2.等离子弧的产生原理 目前广泛采用的压缩电弧的方法是将钨极缩入喷嘴内部,并在水冷喷嘴中通以一定压力和流量的等离子气，强迫电弧通过喷嘴孔道，以形成高温、高能量密度的等离子弧。 等离子弧受到以下三种压缩效应： （1）机械压缩效应 （2）热收缩效应 （3）磁收缩效应 　等离子弧的压缩效应 a）机械压缩效应　b）热收缩效应　c）磁收缩效应 1—钨极　2—焊件　3—喷嘴　4—电弧　5—冷却水孔　6—冷却气流 3.等离子弧的特点 （1）温度高，能量高度集中 （2）电弧挺度好，燃烧稳定 （3）具有很强的机械冲刷力 4.等离子弧的类型及应用 （1）非转移弧 钨极接电源负极，喷嘴接电源正极。等离子弧在钨极与喷嘴内表面之间产生，连续送入的等离子气穿过电弧空间，形成从喷嘴喷岀的等离子焰，这种等离子弧称为非转移弧。 等离子弧的类型 a）非转移弧　b）转移弧　c）联合型弧 1—冷却水孔　2—喷嘴　3—钨极　4—工件 （2）转移弧 钨极接电源负极，工件和喷嘴接电源正极。首先，在钨极和喷嘴之间引燃小电弧，随即接通钨极与工件之间的电路，再切断喷嘴与钨极之间的电路，同时钨极与喷嘴间的电弧熄灭，电弧转移到钨极与工件间直接燃烧，这类电弧称为转移弧。 （2）联合型弧 转移弧和非转移弧同时存在的等离子弧称为联合型弧。 二、等离子弧焊 1.等离子弧焊的原理 等离子弧焊是指借助水冷喷嘴对电弧的约束作用获得较高能量密度的等离子弧进行焊接的方法。它是利用特殊构造的等离子弧焊枪所产生的高达几万摄氏度的高温等离子弧，有效地熔化焊件而实现焊接的过程。 等离子弧焊原理 1—焊件　2—焊缝　3—小孔　4—喷嘴　5—钨极　6—焊接电源　 7—高频振荡器　8—等离子弧　9—尾焰 2.等离子弧焊的特点 （1）焊接生产效率高，热影响区宽度和焊接变形小。 （2）容易得到均匀的焊缝成形。 （3）可焊接超薄的焊件。 （4）减少钨极损耗， 防止产生夹钨等缺欠。 3.等离子弧焊方法 （1）小孔型等离子弧焊 小孔型等离子弧焊是利用等离子弧能量密度大、电弧挺度好的特点，将焊件的焊接处完全熔透，并产生一个贯穿焊件的小孔。在表面张力的作用下，熔化金属不会从小孔中滴落下去，随着焊枪的前移，小孔在电弧后锁闭，形成完全熔透的焊缝。 （2）熔透型等离子弧焊 当等离子气流量较小、弧柱压缩程度较弱时，等离子弧在焊接过程中只熔透焊件，但不产生小孔效应的熔焊过程称为熔透型等离子弧焊，主要用于薄板单面焊双面成形及厚板的多层焊。 4.等离子弧焊焊接设备 等离子弧焊焊接设备外部线路连接 1—焊件　2—焊丝　3—焊枪　4—控制系统　5—水冷系统　6—供气系统　7—焊接电源　8—启动开关 （1）焊接电源 等离子弧焊一般采用具有垂直下降外特性或陡降外特性的弧焊电源，以防止焊接电流因弧长的变化而变化，从而获得均匀、稳定的熔深及焊缝外形尺寸。 （2）焊枪 等离子弧焊的焊枪是等离子弧焊设备中的关键组成部分,主要由上枪体、下枪体、钨极和喷嘴等组成。 （3）控制系统 控制系统的作用是控制焊接设备各部分按照预定的程序进入、退出工作状态。 （4）气路系统 典型的气路系统包括等离子气、保护气等。 （5）水路系统 由于等离子弧的温度在10000℃以上，为了防止烧坏喷嘴并增加对电弧的压缩作用，必须对电极及喷嘴进行有效的水冷却。 5.等离子弧焊所用材料 （1）气体 等离子弧焊所采用的气体分为等离子气和保护气。