7.3.1等离子弧焊接（课件）-《焊接方法与工艺》同步教学（高教版）

等离子弧焊接 等离子弧焊接（PAW ） 等离子弧焊是借助水冷喷嘴对电弧的拘束作用，获得高能量密度的等离子弧进行焊接的方法。 按焊缝成形原理，等离子弧焊有下列三种基本方法： 其他类型：脉冲等离子弧焊、交流等离子弧焊、变极性等离子弧焊等。 穿孔型等离子弧焊 熔透型等离子弧焊 微束等离子弧焊 1.1 等离子弧焊的基本方法及应用 1.1.1 穿透型等离子弧焊（小孔型等离子弧焊） 该焊法可实现一定厚度范围内的金属单面焊双面成形。 利用等离子弧能量密度大和等离子流吹力大的特点，将工件完全熔透，并在熔池上产生一个贯穿焊件的小孔。 等离子弧通过小孔从背面喷 出，被熔化的金属在电弧吹 力、液体金属重力和表面张 力相互作用下保持平衡。 焊接过程： 随着焊枪前移，小孔也跟随前移，熔化金属因表面张力作用而依附在等离子弧周围的固体金属壁面上，并且由于电弧的作用不断地沿着小孔周围向后推动，随即填满原先的小孔而凝结成均匀的焊缝。这种过程称小孔效应。 显著的小孔效应 完美的双面成形 PAW焊缝截面形状与TIG捍比较 1-焊件 2-焊缝 3-液态熔池中的小孔 4-保护气 5-进水 6-喷嘴 7-钨极 8-等离子气 9-焊接电源 10-高频发生器 11-出水 12-等离子弧 13-尾焰 1.1.1 穿透型等离子弧焊（小孔型等离子弧焊） 采用穿透型焊接法时，要保证焊件完全熔透且正反面都能成形，关键在于能否形成穿透性的小孔，并精确控制小孔尺寸，以保持熔池金属平衡的要求。 小孔效应只有在足够的能量密度条件下才能形成。板厚增加时所需的能量密度也增加，而等离子弧的能量密度难以再进一步提高。因此，穿透型焊接法只能在一定的板厚条件下才能实现。 关键技术： 焊件厚度： 1.1.1 穿透型等离子弧焊（小孔型等离子弧焊） 焊件太薄 由于小孔不能被液体金属完全封闭，故不 能实现小孔焊接法。 焊件太厚 受到等离子弧能量密度的限制，形成小孔困难。会因熔化金属多，液体金属的质量大于表面张力的承托能力而流失，不能保持熔池金属平衡，严重时将会形成小孔空腔而造成切割现象。 等离子弧焊（小孔技术）一次焊透的厚度 材 料 不锈钢 钛及其合金 镍及其合金 低合金钢 低碳钢 铜及其合金 焊接厚度范围（mm） 3~8 ≤12 ≤6 2~8 2~8 ≈2.5 1.1.1 穿透型等离子弧焊（小孔型等离子弧焊） 采用较小的焊接电流（30~100A）和较低的离子气流量，采用混合型等离子弧焊接的方法。 1.2 熔透型等离子弧焊（熔入型焊接法） 在焊接过程中不形成小孔效应，焊件背面无“尾焰”。液态金属熔池在弧柱的下面，靠熔池金属的热传导作用熔透母材，实现焊透。 工艺特点： 主要用于薄板（0.5~2.5mm）的焊接。 厚板多层焊的第二层及以后各层的焊接。 焊件厚度： 焊接速度快，焊缝美观，焊缝质量好，成本低，等离子焊接已广泛运用于设备制造业中对各种型式的接头进行焊接、医疗设备、真空装置、薄板加工、波纹管、仪表、传感器、汽车部件、化工密封件等。 应 用 1.3 微束等离子弧焊 焊接电流在30A以下，采用混合型等离子弧。这种方法使用很小的喷嘴孔径（ø0.5~ø1.5mm），得到针状细小的等离子弧。 维 弧 钨极与喷嘴之间的形成的非转移等离子弧。其供电电源为维弧电源。维弧电流一般为2~5A，维弧电源的空载电压一般大于90V，以便引弧。 钨极与焊件间形成的转移型等离子电弧。 主 弧 微束等离子焊更是在实际运用中显露出巨大的优势，其焊缝质量可与激光焊比美。 在小电流（小于10A）时帮助和维持转移弧工作。 当维弧电流大于2A时，转移型等离子弧在小至0.1A焊接电流下仍可稳定燃烧，因此小电流时微束等离子弧十分稳定。 应用： 维弧的作用 1.3 微束等离子弧焊 主要用于焊接厚度1mm以下的超薄、超小、精密的焊件。 微束等离子技术已成功的应用于大多数金属的焊接，如钢、不锈钢、各种合金钢、铜、镍、钛、钼、钨、金、铂、铑、钯等各种金属及其合金材料。 典型应用产品有传感器膜盒，焊接波纹管，微电机定子铁心，电子产品，不锈钢锅等。 结构厚度： 材料种类： 典型产品 1.3 微束等离子弧焊 1.4 三种等离子弧焊的基本特点和应用场合 类别 电流范围/A 可焊厚度范围/mm 等离子弧类型 焊缝成型方法 应用场合 大电流等离子弧焊 100~500 3~8 转移型 小孔法焊接技术 厚度＜8mm的结构 中电流等离子弧焊 15~100 0.5~3 联合型 熔透法 薄板结构 小电流（微束）等离子弧焊 0.1~15 0.025~0.5 联合型 熔透法 超薄金属零件精密焊接 非转移型等离子弧可