等离子弧焊接和微束等离子弧焊接的应用

  等离子弧焊接具有良好的可控性．在焊接过程中，焊接电流、速度、离子气流量、焊机结构、焊前处理等都对焊接质量有较大的影响，可以填充焊丝也可以不加焊丝，用等离子弧焊接固溶强化和AL、Ti含量较低的时效强化高温合金时，都可获得良好质量的焊缝，焊厚板时采用小孔型擞等离子弧焊，薄板时采用熔透型徽等离子弧焊，焊接电流采用陡降特性的直流正极性，高顿引弧．等离子气流和焊接电流均要求递增衰减控制．焊接时是否采用填充焊丝根据实际需要来确定，高温合金等离子弧焊的工艺参数应注意控制焊接热输入，罔时在焊接过程中应控制焊接速度，速度过快会产生气孔，还应注意电掇与压缩喷嘴的同心度．高温合金等离子弧焊接接头力学性能较高，接头强度系数一般大于90%。

    焊接铝合金时，采用直流反或交流以钨极作为电极，铝及铝合金交流等离子弧焊接多采用矩形交流焊接电源，用氨气作为等离子气和保护气体，对于纯铬和防锈铝，采用等离子强焊接，其焊接性良好，硬铝的弧焊接性尚可，

    为子获得高质量的焊缝，在焊接过程中应注意以下几个方面：(1)焊前对焊件、焊丝的清理，防止成型焊缝中夹有气孔，还应加强时焊缝和焊丝的保护．(2)交讹等离子弧焊允许用等离子气流量较小，流量稍大，等离子弧的吹力过大，铝液态金属被向上吹起，形成凸凹不平或不连续的凸峰状焊缝．为了加强钨极的冷却效果，可以适当加入喷孔径或选用多孔型喷喷．(3)当板厚大于6mm时．要求焊前预热100-200℃．用氮作等离子气和保护气，可提高效率和焊缝质量．(4)对于进行多道焊时，每焊完一道，要及时清理焊道表面至露出纯铝面．

    等离子弧焊能量密度商、线能量大、效率高，厚度2．5 -15mm的钛及钛合金板材采用“小孔型”方法可一次焊透，并可有效地防止产生气孔．“熔透型”方法适于各种板厚，但一次焊透的厚度较小．3mm以上一般需开坡口．钛的弹性量仅相当于铰的1/2．因此在应力相同的条件下，钛及钛合金焊接接头将发生比较显著的变形．等离子弧的能量密度介于钨极氯弧和电子束之间．用等离子弧焊接铁及钛合金时，热影响区较窄，焊接变形也较易控制．目前微束等离子弧焊已经成功地应用于薄板的焊接．采用3-10A的焊接电流可以焊接厚度为O，08-0.6 mm的扳材．由于液态钛的密度小，表面张力较大，利用等离子弧的小孔效应可以单道焊接厚度较大的钛和钛合金，保证不致发生熔池坍塌，焊缝成形良好，通常单道钨极鼻弧焊时工件最大厚度不超过3mm，并且因为鸲极距离熔池较近．可能发生钨极熔蚀，使焊缝渗钨夹杂物．等离子弧焊接时，不开坡口就町焊透厚度达15mm的接头，不可能出现焊缝渗钨现象，等离子弧焊接头强度与氩弧焊相当，强度系数均为90%，但塑性指标比氩弧焊接头高，可达到母材的75%．厚度15mm以上的铁板焊接时，开采6-8mm钝边的V形或U形坡口，用“小孔型”等离子弧焊封底，然后用“熔透型”等离子弧填满坡口．用等离子弧封底可以减少焊道层数，减少填丝量和焊接角变形，提高生产率，

    微束等离子弧焊接是指焊接电流在30A以下的等离子弧焊接，它的电弧形态是联合弧，即维弧、工作弧同时存在．当焊缝间隙稍大，出现焊缝余高不够或呈现下陷时，说明焊缝金属填充不够，应该使用填充焊丝．填充焊丝要选用与母材金属同成分的专用焊丝，也可以使用从母材上剪下来的边条．焊接时，转移弧产生后不要立即移动焊机，要在原地维持一段时间使母材熔化，形成熔池后开始填丝并移动焊机．焊接时喷嘴中心与待焊焊缝的对中要求高，偏差应尽可能小，否则会焊偏或产生咬边．同时在焊接过程中电弧熄灭或焊接结束时的熄弧，焊机均要在原处停留几秒，保护气继续保护高温的焊缝，以免氧化，总之，微束等离子弧焊接具有能量集中、沮度高、焊接速度快，电弧稳定性好，可焊材料多、焊缝质量好等特点．

    获得微束等离子弧，必须满足以下三个基本条件．(1)微束等离子弧发生器是产生微束等离子弧的器件，也称为等离子抢，它是以等离子电弧室为主体组成的．产生微束等离子弧的第一要素是要有一个良好的等离子抢，要求不滑气、不漏水、不漏电，电极对中且调整更换方便，喷嘴耐用又便于更换．(2)直流电源作为微束等离子弧的电源，除了普通等离子弧的直流电源、下降伏安特性、电流可以细微调节等要求外，还有一个重要的特殊要求，即高空载电压．因为微束等离子弧的电流小，电弧气体介质质点的电离、发射作用弱，为便于引弧和稳弧，就需要提高空载电压来加强场致发射作用，所以微束等离子弧焊的电源需要特制专用，微束等离子弧焊电源使用时是采用正极接法，即将焊机钨极接电源负哨，电源的另螭通过接触器开关接焊机的喷嘴．同时，电源的正极端还要并联一个电路，即通过接触器并联到工件上．(3)隋性气体源在等离子机的电弧室里，电弧柱是在三个压缩效应（机械压缩效应、热收缩效应和磁压缩效应）的作用下形成等离子弧的．三个效应中有两个是惰性气体所为，微束等离子弧所使用的惰性气体，一般都是氢气，使用工业用瓶装压缩氨气即可．使用时要接装减压裹和流量计，以便能精细地调节压力和流量这两个参数．

    焊缝的熔宽和熔深取决于熔池受到的电弧吹力，而离子气流量的大小对电弧吹力起决定性的作用．离子气流量越大，焊缝的熔宽及熔深也就越大；反之亦然，离子气流过大时，容量造成切割效应，因电流不稳定，流量过小时，穿透能力下降，焊缝表面粗糙，降低了缝的外观质量，在环缝焊接中可以通过焊缝成形．随着科学技术的发展，焊接波纹管的应用领域正在日趋扩大．焊接波纹管的主要用途是：作为控制机构、变速器或调节嚣的检测元件，也可作温度、压力和液位的测量元件，还可以作各种密封以及能量传递元件等，

    超薄壁管子的檄束等离子弧焊接在许多工业部门中有着广泛的应用，可用来制造金属软管、波纹臂、扭力臂、热交换器的换热管、仪器仪表的谐振筒等，有时在高温高压、复杂振动和交变载荷下用来输送各种腐蚀性介质．用焊接工艺制造超薄璧有缝管是把带材卷成圆管，然后焊接起来，这种方法工艺简单、生产率高、成本低．

    采用焊接工艺制造的焊接波纹管，可以根据使用需要设计出各种波形膜片，选择较大的内外径差，为采用新型弹性材料制造波纹管开辟了一条新途径．

    波纹膜片通常采用微束等离子弧焊接，只有被套焊的波纹膜片厚度大于0.2mm时才用小功率钨极氩弧焊．其中包括内圆焊接和外圆焊接．在内圆焊接前，要求清洗波纹胰片，除去油污和氯化腆，清洗后的波膜片要用无水乙醇浸泡，取出后立即烘干或吹干．此后不能用手触摸．用金属镊子夹取，在焊接时，使用固定装置，保证待焊波纹片与转轴同心，调整等到离子焊机的位置，然后引弧，待等离子弧稳定后，将维弧打出喷嘴并对准波纹膜片的内径，启动焊机转轴旋转，一切正常之后，进行焊接．在外圆焊时，同样要求固定装置，调整好焊机的位置，启动焊机．观察被焊波纹片是否偏心和彼此贴鬃状况是否良好．若同心度不好，则焊缝将出现锯齿状．外形不美观，密封达不到要求，

  用微束等离子弧焊接波纹膜片时，应注意：a）钨极对中要好．b）经常清理喷嘴，喷嘴是等离子弧的通道，经过一段工作时间后它的内缝会留下一些杂质，要及时清理．以免堵塞喷嘴。

  总之，等离子弧焊接和微束等离子弧焊接的应用渗透到各个领域，得到广泛应用．