7.1认识等离子弧（课件）-《焊接方法与工艺》同步教学（高教版）

认识等离子弧 1.1 等离子弧 等离子弧是如何形成的？ 钨极缩入喷嘴内，在水冷喷嘴中通以一定压力和流量的离子气，强迫电弧通过喷嘴，以形成高温、高能量密度的等离子弧 。 等离子弧是一种通过外部拘束使自由电弧的弧柱被强烈压缩所形成的电弧 。 1.等离子弧的形成及其特性 1.2 等离子弧形成原理 1.3.1温度高、能量密度大 1-24000~50000K 2-18000~24000K 3-14000~18000K 4-10000~14000K GTAW：200A 15V PAW： 200A 30V (压缩孔径：2.4mm) 普通钨极氩弧的最高温度为10000~24000K，能量密度在104w/cm2以下。等离子弧的最高温度可达24000~50000K，能量密度可达105~l08w/cm2。 1.3 等离子弧的特点 1.3.2 等离子弧的挺度好、冲力大 压缩的等离子弧，其形态近似于圆柱形，焰流速度大，可达300m/s以上，因此挺度和指向性明显提高。喷射有力，其熔透能力强。 当弧长发生波动时，母材的加热面积不会发生明显变化。 1.3 等离子弧的特点 一般的钨极氩弧焊，电流在10A以下时，很难稳定。而采用微束等离子弧，当电流小至0.1A时，等离子弧仍可稳定燃烧。这些特性在用小电流焊接极薄焊件时特别有利。 1.3.3 等离子弧的稳定性好 等离子弧的电离度较钨极氩弧更高，因此稳定性好。外界气流和磁场对等离子弧的影响较小，不易发生电弧偏吹和漂移现象。 1.4 等离子弧的类型及应用 按电源联接方式和形成等离子弧的过程不同，等离子弧可分为非转移型、转移型和混合型三种类型。 电源接于钨极和喷嘴之间，电弧是在钨极与喷嘴孔壁之间燃烧的，在离子气流压送下，弧焰从喷嘴中喷出，形成等离子焰。 1.4.1 非转移型等离子弧 温度、能量密度较其他等离子弧低，喷嘴受热较多。 非转移弧主要在等离子弧喷涂、焊接和 切割较薄的金属及非金属时采用。 特点： 工件本身不通电，被间接加热。因此热的有效利用率不高，约10%~20%。 应用： 1.4.2 转移型等离子弧 引导弧（诱导弧）：先在钨极与喷嘴（喷嘴接正极）之间引燃电流较小的等离子弧，为工件和电极之间提供足够的电离度。 主弧：接通钨极和工件之间的电路，使该电弧转移到钨极与工件之间直 接燃烧。 钨极接电源的负极、焊件接电源的正极，等离子弧燃烧于钨极与焊件之间。 主弧稳定燃烧后，自动切断维弧电源 采用转移弧工作时，等离子弧温度高、能量密度大，焊件上获得的热量多，热的有效利用率高，达60%~75％。 常用于金属材料的等离子弧切割、等离子弧焊接和等离子弧堆焊和喷涂等工艺方法中。 特点： 应用： 1.4.2 转移型等离子弧 1.4.3 联合型（混合型） 非转移弧（维弧）在工作中起补充加热和稳定电弧作用； 非转移型等离子弧和转移型等离子弧在工作过程中同时存在。 转移弧（主弧）主要用于焊接时加热焊件和填充金属。 联合型等离子弧稳定性好，电流很小时也能保持电弧稳定，主要用于小电流（微束）等离子弧焊接和粉末堆焊等工艺方法中。 特点及应用： $$