7.1 等离子弧焊接的基本原理及设备（课件）-高二-《普通焊接方法与工艺》同步精品课堂（高教版）

《普通焊接方法与工艺》 高等教育出版社 同步精品课程——中职专业课 7 等离子弧焊接与切割 情景导入 01 等离子：当电离过程频繁发生，使电子和离子的浓度达到一定的数值时，物质的状态也就起了根本的变化，它的性质也变得与气体完全不同。 为区别于固体、液体和气体这三种状态，称物质的这种状态为物质的第四态，即等离子态。 情景导入 01 等离子弧焊接与切割就是利用等离子弧作为热源的一种焊接与切割技术。等离子弧焊接具 .有热影响区小、变形小及焊缝质量好等优点，主要用于热敏感性较强的不锈钢及各种高合金钢以 及钨、铜、钛、钴等难熔金属和特种金属材料的焊接。 “ ” 焊接原理是什么？适用于哪些材料的焊接？如何编制相关工艺？ 生产任务发布 02 生产任务一 某尿素生产配套设备中的CO₂ 气提塔衬里采用10mm 厚的工业纯钛 TA1 制成。CO₂ 气 提塔、钛衬里筒体平板拼缝如图所示。该钛衬里筒体板材较厚 ,因此采用等离子弧焊接是最高效的焊接方法。 想一想，应采用什么样的焊接工艺? 生产任务发布 02 生产任务二 一台直径为1000mm 的12Cr18Ni9Ti不锈钢容器，其封头如图所示。在压力容器生产中，封头一般先下料为圆形，然后冲制成封头形状，经切割齐边后再与筒体装配焊 接。 假设该封头厚度为12mm, 想一想，该封头应采用怎样的下料切割工艺? 《普通焊接方法与工艺》 高等教育出版社 同步精品课程——中职专业课 7 等离子弧焊接与切割 7.1 等离子弧焊接的基本原理及设备 知识目标 1.掌握等离子弧的形成、特点及类型 2.了解等离子弧焊接设备 能力目标 熟悉等离子弧焊接的设备并会准确应用 情感目标 通过学习，培养学生善于发现问题、解决问题的能力，培养学生观察、讨论的学习态度，培养学生职业素养、安全意识和工匠精神。 三维目标 教学重难点 等离子弧的形成、特点 等离子弧焊接设备 重点 等离子弧焊接设备 难点 新知学习 02 一、等离子弧的形成 观看视频，思考等离子弧形成的原理 等离子弧是经过压缩的高能量密度的电弧。电弧在电极与焊件之间产生，通过水冷喷嘴的内腔受到强烈地压缩，使弧柱截面缩小，电流密度增大，能量密度提高，电弧温度急剧上升，电弧介质的电离程度剧增，以致在弧柱中心部分接近完全电离，最终形成明亮的细柱状的等离子弧。 新知学习 02 一、等离子弧的形成 对自由点弧的弧柱进行强迫压缩的作用称“压缩效应”。 机械压缩效应：等离子弧发生器的喷嘴孔道 热压缩效应 ：冷气膜 磁压缩效应 ：电弧电流产生的磁场 在三种压缩效应下，等离子弧变成一条挺度很强的细柱。其具有能量高度集中(可达10⁵~10⁶ W/cm²)、温度极高(弧柱中心温度为18000～24000K)、焰流速度大(可达300m/s) 的特性。这些 特性使得等离子弧被广泛应用于焊接、喷涂、堆焊及切割中。 小组任务 小组为单位，对等离子弧的特点进行归纳总结，随后展示分享。 新知学习 02 二、等离子弧的特点 等离子弧与普通自由电弧相比，具有以下特点 1)能量密度大、温度梯度大、热影响区小，可焊接热敏感性强的材料。 2)电弧稳定性好，焊接速度快，因此可采用穿透式焊接，使焊缝一次双面成形。焊缝表面美观、生产率高。 3)气流喷速高、机械冲刷力大，可用于焊接大厚度焊件或切割大厚度不锈钢及铝、铜、镁等合金。 新知学习 02 二、等离子弧的特点 等离子弧与普通自由电弧相比，具有以下特点 4)电弧挺度好，等离子弧的扩散角仅为5°左右，基本上是圆柱形，弧长变化对焊件上的加热 面积和电流密度影响比较小。因此，等离子弧焊的弧长变化对焊缝成形的影响不明显。 5)电弧电离充分，电流下限小于0. 1 A 时仍能稳定工作，适合于用微束等离子弧 (0.2~30A) 焊接超细(直径<1mm) 和超薄板(厚度为0.01～2mm) 焊件，如膜盒、热电偶等。 6)焊接设备比较复杂，费用较高，焊接参数调节匹配也比较复杂。 、 视频学习 观看下面视频，了解常见的离子弧类型，尝试判断它们的类型。 新知学习 02 三、等离子弧的类型 新知学习 02 三、等离子弧的类型 非转移型 电极接负，喷嘴接正，母材不导电；电弧温度和能量密度较低→等离子焰或间接电弧 转移型 电极接负，母材接正；电弧温度和能量密度较高→直接电弧 联合/混合型 电极接负，母材和喷嘴接正 新知学习 02 四 、等离子弧焊接设备 手工等离子弧焊接设备由焊接电源、焊枪、气路系统、控制系统和电极等部分组成 焊接电源 1 等离子弧焊接通常采用直流电源。在焊接铝、镁及其合金时，则采用交流电源。凡具有下降 或垂直下降特性的电源均可作为等离子弧焊接的电源。 上枪体的作用是固定电极，并对其进行冷却、导电、调节内缩长度 等