等离子焊接高级焊工技术培训教材.pptx
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等离子焊接培训资料(华恒)
等离子焊接培训资料编制：华恒焊接-专机项目部日期：2013.12目录一．等离子电弧原理特点……………………………………………二．等离子弧的特性…………………………………………………三．等离子弧焊分类…………………………………………………四．等离子焊接设备及主要功能……………………………………五．等离子焊接的主要参数…………………………………………六．等离子+TIG焊接工艺参数………………………………………一等离子电弧的产生等离子是指在标准大气压下温度超过3000℃的气体，在温度谱上可以把其看作为继固态、液态、气态之后的第四种物质状态。
等离子是由被激活的离子、电子、原子或分子组成。
例如：它可通过自然界中的闪电产生。
从1960年以后，等离子这个词获得了新的含义，那就是电弧通过涡流环或喷嘴压缩而形成的高能量状态，此原理现在被广泛用于钢铁、化工及机械工程工业。
等离子弧焊是在钨极氩弧焊的基础上发展起来的一种焊接方法。
钨极氩弧焊使用的热源是常压状态下的自由电弧，简称自由钨弧。
等离子弧焊用的热源则是将自由钨弧压缩强化之后而获得电离度更高的电弧等离子体，称等离子弧，又称压缩电弧。
两者在物理本质上没有区别，仅是弧柱中电离程度上的不同。
等离子弧的三种压缩效应分别为：喷嘴的机械压缩、电弧的热收缩、电弧自身的磁收缩，经压缩的电弧其能量密度更为集中、电离度和温度更高。
等离子弧的最大电压降是在弧柱区里，这是由于弧柱被强烈压缩，使电场强度明显增大的缘故。
因此，等离子弧焊主要是利用弧柱等离子体热来加热金属，而自由钨弧是利用两电极区产生的热来加热被焊金属。
等离子弧产生的原理如图1所示。
图1二等离子弧的特性等离子弧能量密度可达10５-10６W／cm2，比自由钨弧(约10５W／cm2以下)高，其温度可达18000～24000K，也自由电弧(约5000～8000K)高很多。
图2为两种电弧的温度分布，左侧为自由钨弧，右侧为等离子弧。
图 2图3表示了等离子弧与自由钨弧的形态区别。
高级焊工技术培训(等离子弧焊接)
• 这种焊接方法可用于航天、航空、核能、电子 、造船及其它工业部门中。
二.等离子弧焊接设备
• 1.设备分类：
•
焊接电源、焊枪、控制系统、水、气路系统
。
• 1）焊枪的组成：
•
主要由电极、电极夹头、压缩喷嘴、中间绝
缘体、上枪体、下枪体及冷却套等组成。
•
最关键的部件为喷嘴及电极。
• 2）喷嘴分类： • （1）按喷嘴数量，可分为单孔型和多孔型两种。
• • 多孔型喷嘴除孔道的了中心主孔外，主孔左右还 有多个小孔。从这两个小孔中喷出的等离子气对等。 • 离子弧有一附加压缩作用，使等离子弧的截面变为椭 圆形。 • 当椭圆的长轴平行于焊接方向时，可显著提高焊接速 度，减小焊接热影响区的宽度。
• （2）按孔道的形状，可分为圆柱型、收敛、 扩散型等三种。
•2）形状：
•棒状电极端头一般磨成尖锥形或尖锥平台形，电 流较大时还可磨成球形，以减少烧损。
•3）内缩长度与同心度
• 与TIG焊不同，等离子焊时，钨极一般内缩到压缩喷 嘴之内。
• 从喷嘴外表面至钨极尖端的距离被称为内缩长度lg 。为了保证电弧稳定，不产生双弧，钨极应与喷嘴保持 同心，而且钨极的内缩长度lg要合适（lg=l0 0.2mm）。
• 3.送气方式：
• 1)切向：
•
压缩程度高，中心压力低、周边压力高，
电弧稳定在中心。
• 2)径向：
•
压缩程度低。
• 4.双弧 • 正常条件下，转移型电弧在钨极与工件之间产 生，在某些异常情况下，会产生一个与正常电弧并 联的燃烧在钨极–喷嘴以及喷嘴-工件之间的串弧， 这种现象叫双弧。
• 3) 电磁压缩：由于以上两种压缩效应，使得 电弧电流密度增大，电弧电流自身磁场产生的电 磁收缩力增大，使电弧受到进一步的压缩，这就 是电磁压缩。
二.等离子弧焊接设备
• 1.设备分类：
•
焊接电源、焊枪、控制系统、水、气路系统
。
• 1）焊枪的组成：
•
主要由电极、电极夹头、压缩喷嘴、中间绝
缘体、上枪体、下枪体及冷却套等组成。
•
最关键的部件为喷嘴及电极。
• 2）喷嘴分类： • （1）按喷嘴数量，可分为单孔型和多孔型两种。
• • 多孔型喷嘴除孔道的了中心主孔外，主孔左右还 有多个小孔。从这两个小孔中喷出的等离子气对等。 • 离子弧有一附加压缩作用，使等离子弧的截面变为椭 圆形。 • 当椭圆的长轴平行于焊接方向时，可显著提高焊接速 度，减小焊接热影响区的宽度。
• （2）按孔道的形状，可分为圆柱型、收敛、 扩散型等三种。
•2）形状：
•棒状电极端头一般磨成尖锥形或尖锥平台形，电 流较大时还可磨成球形，以减少烧损。
•3）内缩长度与同心度
• 与TIG焊不同，等离子焊时，钨极一般内缩到压缩喷 嘴之内。
• 从喷嘴外表面至钨极尖端的距离被称为内缩长度lg 。为了保证电弧稳定，不产生双弧，钨极应与喷嘴保持 同心，而且钨极的内缩长度lg要合适（lg=l0 0.2mm）。
• 3.送气方式：
• 1)切向：
•
压缩程度高，中心压力低、周边压力高，
电弧稳定在中心。
• 2)径向：
•
压缩程度低。
• 4.双弧 • 正常条件下，转移型电弧在钨极与工件之间产 生，在某些异常情况下，会产生一个与正常电弧并 联的燃烧在钨极–喷嘴以及喷嘴-工件之间的串弧， 这种现象叫双弧。
• 3) 电磁压缩：由于以上两种压缩效应，使得 电弧电流密度增大，电弧电流自身磁场产生的电 磁收缩力增大，使电弧受到进一步的压缩，这就 是电磁压缩。
等离子焊接高级焊工技术培训教材
转移弧一般为1.0-1.2。混合电弧为2-6。
•
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
• ③ 锥角
•
对等离子弧的压缩角影响不大，30-180范
围内均可，但最好与电极的端部形状配合，保
证将阳极斑点稳定在电极的顶端。
•
焊接时一般为60-90 。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
•喷嘴材料一般为紫铜，直接水冷
• 2) 热压缩：喷嘴中的冷却水使喷嘴内壁附近 形成一层冷气膜，进一步减小了弧柱的有效导电 面积，从而进一步提高了电弧弧柱的能量密度及 温度，这种依靠水冷使弧柱温度及能量密度进一 步提高的作用就是热压缩。 • 3) 电磁压缩：由于以上两种压缩效应，使得 电弧电流密度增大，电弧电流自身磁场产生的电 磁收缩力增大，使电弧受到进一步的压缩，这就 是电磁压缩。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
一.等离子弧焊接原理
• 1.等离子弧的形成
•
等离子弧是一种被压缩的钨极氩弧，具有很高
的能量密度、温度及电弧力。
•
等离子弧是通过三种压缩作用获得的：
• 1) 机械压缩：水冷铜喷嘴孔径限制弧柱截面积的 自由扩大，这种拘束作用就是机械压缩。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
等离子焊接高级焊工技 术培训教材
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
2020年4月7日星期二
目录
一.等离子弧焊接原理 二.等离子弧焊接设备 三.离子弧焊接方法 四.焊接工艺参数
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
• ○基本要求 • ☆掌握等离子弧的产生原理及特点 • ☆了解等离子弧发生器的结构原理 • ☆掌握等离子弧焊接的几种主要的工艺形式及特点 • ○重点 • ☆等离子弧的热源特点、等离子弧的静特性； • ☆等离子弧的焊接工艺参数的选择；
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▪ 角焊缝外观质量要求
1.焊脚尺寸大小均匀一致，焊脚边缘无明显的 焊缝边线不齐现象
2.焊脚尺寸满足设计要求，无明显的凹陷 3.有密封要求的角焊缝表面不允许存在气孔 4.角焊缝的咬边深度小于0.5mm，咬边长度应 在设计要求内 5.角焊缝表面不允许存在裂纹 6.立角焊焊缝表面不应有明显的焊瘤 7.多层多道焊接时，焊缝叠加表面平整均匀 8.角焊缝两侧无飞溅残留
措施：焊接的时候一定要戴着口罩
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
▪ 4.有毒气体
在高功率焊接电弧高温和强烈紫外线作用下， 电弧区域周围会产生多种有毒气体。
特别在焊接厚铁板及长时间缝焊时，例如氩弧 焊。
要保持焊接区域的通风，特别是在密闭容器中 焊接时。
5. 高频电磁场
钨极氩弧焊常采用高频震荡器来引弧，这时在焊 接周围便会产生高频电磁场。（手机）
▪ 按金属的溶化状态可分为三大类：
熔焊：将焊接接头加热至溶化状态、不加压力 完成的焊接方法
压焊：必需对焊件施加压力（加热或不加热) 以完成焊接的方法
钎焊：指采用比母材熔点低的金属材料做钎料， 将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔 点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间 隙并与母材相互扩散实现焊接的方法。
件 焊接强度及紧密度高，能防止漏水、漏油、漏
气 减轻劳动强度，提高生产效率，易于实现机械
化和自动化
▪ 2.缺点
金属焊接后，接头材质发生变化 焊接时局部不均匀加热与冷却，使金属产生变 形及应力（焊接接头热处理） 焊缝裂纹受力时有延伸性，可能造成结构件破 坏
▪ 三、焊接结构材料的选择
1.尽量选焊接性能好的材料 在满足使用性能要求的前提下，尽量选
▪ 各种接头及坡口表示：
▪ 2、两种重要的焊接接头的外观质量要求
高级电焊工培训(焊接基本知识)ppt课件
火焰加热 感应加热（高频、中频、工频） 渗碳
化学热处 理
氮化 碳氮共渗及其它
诚信立业，共赢未来！ 务实 拼搏 创新
1、 钢的淬火
超越
一）淬火的目的 将钢加热到Ac3或Ac1以上20℃－30℃，保温后快速冷却的一种操作，称为淬火。 淬火的目的一般都是为了获得马氏体，提高钢的机械性能。 例如各种工模具，滚动轴承等工件的淬火，是为了获得马氏体，以提高其硬度和耐 磨性。 二）淬火温度的选择
诚信立业，共赢未来！ 务实 拼搏 创新
超越
冷却能力
淬火时最常用的冷 却介质为： 盐水、水、油、碱 浴、硝盐浴。
盐水 水 油
高温区域冷却能力
低温区域冷却能力
水
碱浴
油
硝盐浴
油
碱浴
硝盐浴
诚信立业，共赢未来！ 务实 拼搏 创新 常用淬火方法
超越
由于冷却介质不能完全满足淬火质量要求，所以在热处理工艺方面还应考 虑从淬火方法上去加以解决，最常见的几种淬火方法：
超越
普通低合金钢是一种低碳结构用钢，合金元素含量较少，一般在3％以下。
诚信立业，共赢未来！ 务实 拼搏 创新 二、标注
标注尺寸的基本规则
超越
(１) 机件的真实大小，应以图样上所注的尺寸数值为依据， 与图形的大小（即所采用的比例）和绘图的准确度无关。 (２) 图样中（包括技术要求和其它说明文件中）的尺寸，以毫米 为单位时，不需标注计量单位的代号或名称。如果采用其它单位， 则必须注明相应的计量单位的代号或名称。 (３) 图样中所标注的尺寸，为该图样所示机件的最后完工尺寸， 否则应另加说明。 (４) 机件的每一尺寸，一般只标注一次，并应标注在反映该结构 最清晰的图形上。
某些量具等精密工件，为了保持淬火后的高硬度及尺寸稳定性，有时 仅在100℃－150℃进行长时间的加热（10－50小时）。这种低温长时 间的回火称为“尺寸稳定”处理或时效处理。
《焊工培训教材》课件
焊工培训课程与教学资源
培训课程
提供各类焊工培训课程，包括初级、中级和高级课程，满足不同水平的焊工学习需求。
教学资源
提供丰富的教学资源，包括PPT课件、视频教程、教材和练习册等，方便学员学习和复 习。
THANKS
《焊工培训教材》PPT 课件
目录
Contents
• 焊工基础知识 • 焊接操作技能 • 焊接安全与防护 • 焊接实例与案例分析 • 焊工职业发展与培训
01 焊工基础知识
焊接的定义与分类
焊接定义
焊接是通过加热或加压，或两者 并用，使分离的两部分金属产生 原子间结合，从而形成永久性连 接的方法。
焊接分类
05 焊工职业发展与培训
焊工职业前景与发展方向
职业前景
随着制造业和建筑业的不断发展，焊工职业需求持续增长，具有广阔的职业前景。
发展方向
具备一定经验的焊工可以向高级技工、技师等方向发展，提升技能水平。
焊工技能提升与继续教育
技能提升
通过参加培训课程、自学和实践，不断提升焊工技能水 平。
继续教育
参加各类培训班、研修班和学术交流活动，获取新知识 、新技能。
根据热源类型，焊接可分为电弧 焊、气焊、激光焊、电子束焊等 ；根据是否填充材料，焊接可分 为熔化焊和非熔化焊。
焊接的原理与特点
焊接原理
焊接利用热能将待焊金属局部加热至 熔化状态，通过填充材料或依靠母材 本身实现原子间结合。
焊接特点
焊接具有高效、低成本、接头性能良 好等优点，但也存在一些缺点，如易 产生焊接变形和残余应力等。
焊接的应用领域
建筑行业
焊接在建筑行业中广泛 应用于钢结构的连接和
固定。
制造业
焊接在制造业中广泛应 用于各种金属制品的连
高级焊工培训讲义ppt模板
第一部分 高级电焊工技能---理论
第一章 焊接性实验方法—焊接缺陷图片
第一部分 高级电焊工技能---理论
第一章 焊接优良图片
第一部分 高级电焊工技能---理论
第二章 焊接接头无损检验方法
一、焊接接头的射线探伤
1、探伤原理 ：利用透过工件的光度不同， 使胶片感光不同 。现影后便可知缺陷位 置。
2、底片上缺陷的辨别一般分为六类： ①裂纹；②气孔；③夹渣；④未熔合和未
2.2.2刚性拘束裂纹试验（RRC）：本试验用来 研究高强度钢的延迟裂纹。
RRC与TRC不同之处在于固定条件不同，所 以RRC试验不仅可以用来研究延迟裂纹，还可 以研究焊接接头冷却过程中产生的各种裂纹现 象。
第一部分 高级电焊工技能---理论
第一章 焊接性实验方法—热裂纹试验
二、焊接热裂纹试验方法 1、压板对接（FISCO）焊接裂纹
第一章 焊接性实验方法
一 、焊接性概念 金属的焊接性是指在一定的焊
接工艺条件下，获得优质焊接接头 的难易程度。其包括两个方面： 一是金属在经受焊接加工时对缺 陷的敏感性，即工艺焊接性； 二是焊成的接头在使用条件下可 靠运行的能力，即使用焊接性。
第一部分 高级电焊工技能---理论
第一章 焊接性实验方法
焊接性试验的内容主要有：热裂 纹试验、冷裂纹试验、脆性试验、 使用性能试验等。其实施的方法分 模拟、实焊、理论计算三大类。最 常用的是斜Y坡口裂纹试验、插销试 验、刚性固定对接裂纹试验、可变 拘束裂纹试验、碳当量法等。
第一部分 高级电焊工技能---理论
第一章 焊接性实验方法—冷裂纹
一、焊接冷裂纹试验方法
2.1.1 搭接接头（CTS）焊接裂纹试验方法 本 试验适用于低合金钢焊接热影响区，由于马氏 体转变而引起的裂纹试验。
等离子焊接高级焊工技术培训教材
但等离子气流量过大会使小孔直径过大而不能保 证焊缝成形。
应根据喷嘴直径、等离子气的种类、焊接电流及 焊接速度选择适当的离子气流量。
利用熔入法焊接时，应适当降低等离子气流量， 以减小等离子流力。
这种电弧适用于焊接或切割较薄的金属及非金 属。
2）转移型电弧
转移型电弧直接燃烧在钨极与工件之间，焊 接时首先引燃钨极与喷嘴间的非转移弧，然后将 电弧转移到钨极与工件之间；在工作状态下，喷 嘴不接到焊接回路中。
这种电弧用于焊接较厚的金属。
3）联合型电弧
转移弧及非转移弧同时存在的电弧为联合型 电弧。混合型电弧在很小的电流下就能保持稳 定。
2）喷嘴分类： （1）按喷嘴数量，可分为单孔型和多孔型两种。
多孔型喷嘴除孔道的了中心主孔外，主孔左右还 有多个小孔。从这两个小孔中喷出的等离子气对等。 离子弧有一附加压缩作用，使等离子弧的截面变为椭 圆形。 当椭圆的长轴平行于焊接方向时，可显著提高焊接速 度，减小焊接热影响区的宽度。
（2）按孔道的形状，可分为圆柱型、收敛、扩散 型等三种。
1)焊接电流总是根据板厚或熔透要求来选定。
电流过小，焊不透，形不成小孔；焊接电流过大,熔 池金 属会因小孔直径过大而坠落。
2)喷嘴孔径根据电流来选择，两者合适匹配,而且要与 离子气的流量有关。
3.等离子气
等离子气及保护气体通常根据被焊金属及电流大 小来选择。
大电流等离子弧焊接时，等离子气及保护气体通 常采用相同的气体，否则电弧的稳定性将变差。
通常采用圆柱形压缩孔道，而收敛型压缩孔道有 利于电弧的稳定。
最重要的喷嘴形状参数为压缩孔径及压缩孔道长 度。
① 喷嘴孔径dn dn决定了等离子弧的直径及能量密度。直径越
小，对电弧的压缩作用越大，但太小时，等离子弧的 稳定性下降，甚至导致双弧现象，烧坏喷嘴。
应根据喷嘴直径、等离子气的种类、焊接电流及 焊接速度选择适当的离子气流量。
利用熔入法焊接时，应适当降低等离子气流量， 以减小等离子流力。
这种电弧适用于焊接或切割较薄的金属及非金 属。
2）转移型电弧
转移型电弧直接燃烧在钨极与工件之间，焊 接时首先引燃钨极与喷嘴间的非转移弧，然后将 电弧转移到钨极与工件之间；在工作状态下，喷 嘴不接到焊接回路中。
这种电弧用于焊接较厚的金属。
3）联合型电弧
转移弧及非转移弧同时存在的电弧为联合型 电弧。混合型电弧在很小的电流下就能保持稳 定。
2）喷嘴分类： （1）按喷嘴数量，可分为单孔型和多孔型两种。
多孔型喷嘴除孔道的了中心主孔外，主孔左右还 有多个小孔。从这两个小孔中喷出的等离子气对等。 离子弧有一附加压缩作用，使等离子弧的截面变为椭 圆形。 当椭圆的长轴平行于焊接方向时，可显著提高焊接速 度，减小焊接热影响区的宽度。
（2）按孔道的形状，可分为圆柱型、收敛、扩散 型等三种。
1)焊接电流总是根据板厚或熔透要求来选定。
电流过小，焊不透，形不成小孔；焊接电流过大,熔 池金 属会因小孔直径过大而坠落。
2)喷嘴孔径根据电流来选择，两者合适匹配,而且要与 离子气的流量有关。
3.等离子气
等离子气及保护气体通常根据被焊金属及电流大 小来选择。
大电流等离子弧焊接时，等离子气及保护气体通 常采用相同的气体，否则电弧的稳定性将变差。
通常采用圆柱形压缩孔道，而收敛型压缩孔道有 利于电弧的稳定。
最重要的喷嘴形状参数为压缩孔径及压缩孔道长 度。
① 喷嘴孔径dn dn决定了等离子弧的直径及能量密度。直径越
小，对电弧的压缩作用越大，但太小时，等离子弧的 稳定性下降，甚至导致双弧现象，烧坏喷嘴。
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（4）等离子电弧的电离度较高，电流较小时仍 很稳定，可焊接微型精密零件。
（5）可产生稳定的小孔效应，通过小孔效应， 正面施焊时可获得良好的单面焊双面成形。
质量管理部
2)等离子弧焊的缺点： （1）可焊厚度有限，一般在25mm以下； （2）焊枪及控制线路较复杂，喷嘴的使用寿命很低； （3）焊接参数较多，对焊接操作人员的技术水平要求
（2）按孔道的形状，可分为圆柱型、收敛、扩散 型等三种。 通常采用圆柱形压缩孔道，而收敛型压缩孔道有 利于电弧的稳定。 最重要的喷嘴形状参数为压缩孔径及压缩孔道长 度。
质量管理部
① 喷嘴孔径dn dn决定了等离子弧的直径及能量密度。直径越小，
对电弧的压缩作用越大，但太小时，等离子弧的稳 定性下降，甚至导致双弧现象，烧坏喷嘴。 通常应根据焊接电流大小及等离子气种类及流量来 选择。
质量管理部
② 喷嘴孔道长度l0 在一定的压缩孔径下，l0越长，对等离子弧的 压缩作用越强，但l0太大时，等离子弧不稳定 。通常要求孔道比l0 /dn在一定的范围之内。转
移弧一般为1.0-1.2。混合电弧为2-6。
质量管理部
③ 锥角 对等离子弧的压缩角影响不大，30-180范围内 均可，但最好与电极的端部形状配合，保证将 阳极斑点稳定在电极的顶端。 焊接时一般为60-90 。
（1） 熔透能力强，在不开坡口、不加填充焊丝的 情况下可一次焊透8~10mm厚的不锈钢板。
（2）焊缝质量对弧长的变化不敏感，这是由于电弧 的形态接近圆柱形，且挺直度好，弧长变化对加热斑 点面积的影响很小，易获得均匀的焊缝形状。
质量管理部
（3）钨极缩在水冷铜喷嘴内部，不会与工件接 触，因此可避免焊缝金属产生夹钨现象。
质量管理部
4.双弧 正常条件下，转移型电弧在钨极与工件之间产
质量管理部
喷嘴材料一般为紫铜，直接水冷
喷嘴类型
质量管理部
2. 电极 1）材料
等离子弧焊接一般采用钍钨极或铈钨极，有时也 采用纯钨极或锆电极，钨极为棒状电极；钨极一般 需要进行水冷。
小电流时采用空气冷却方式。 大电流时，采用直接水冷，钨极为镶嵌式结构。
质量管理部
2）形状： 棒状电极端头一般磨成尖锥形或尖锥平台形，电流 较大时还可磨成球形，以减少烧损。
质量管理部
一.等离子弧焊接原理
1.等离子弧的形成 等离子弧是一种被压缩的钨极氩弧，具有很高的 能量密度、温度及电弧力。 等离子弧是通过三种压缩作用获得的：
1) 机械压缩：水冷铜喷嘴孔径限制弧柱截面积的 自由扩大，这种拘束作用就是机械压缩。
质量管理部
2) 热压缩：喷嘴中的冷却水使喷嘴内壁附近 形成一层冷气膜，进一步减小了弧柱的有效导电 Байду номын сангаас积，从而进一步提高了电弧弧柱的能量密度及 温度，这种依靠水冷使弧柱温度及能量密度进一 步提高的作用就是热压缩。
较高。
质量管理部
5.应用 可用钨极氩弧焊焊接的金属，比如不锈钢、铝及
铝合金、钛及钛合金、镍、铜、蒙耐尔合金等，均可 用等离子弧焊焊接。
这种焊接方法可用于航天、航空、核能、电子、 造船及其它工业部门中。
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二.等离子弧焊接设备
1.设备分类： 焊接电源、焊枪、控制系统、水、气路系统。
1）焊枪的组成： 主要由电极、电极夹头、压缩喷嘴、中间绝 缘体、上枪体、下枪体及冷却套等组成。 最关键的部件为喷嘴及电极。
这种电弧适用于焊接或切割较薄的金属及非金 属。
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2）转移型电弧 转移型电弧直接燃烧在钨极与工件之间，焊
接时首先引燃钨极与喷嘴间的非转移弧，然后将 电弧转移到钨极与工件之间；在工作状态下，喷 嘴不接到焊接回路中。
这种电弧用于焊接较厚的金属。
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3）联合型电弧 转移弧及非转移弧同时存在的电弧为联合型
质量管理部
3）内缩长度与同心度 与TIG焊不同，等离子焊时，钨极一般内缩到压缩喷
嘴之内。 从喷嘴外表面至钨极尖端的距离被称为内缩长度lg。
为了保证电弧稳定，不产生双弧，钨极应与喷嘴保持同 心，而且钨极的内缩长度lg要合适（lg=l0 0.2mm）。
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3.送气方式： 1)切向： 压缩程度高，中心压力低、周边压力高，电 弧稳定在中心。 2)径向： 压缩程度低。
高级焊工技术培训
（等离子焊接）
张明录
质量管理部
目录
一.等离子弧焊接原理 二.等离子弧焊接设备 三.离子弧焊接方法 四.焊接工艺参数
2
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○基本要求 ☆掌握等离子弧的产生原理及特点 ☆了解等离子弧发生器的结构原理 ☆掌握等离子弧焊接的几种主要的工艺形式及特点 ○重点 ☆等离子弧的热源特点、等离子弧的静特性； ☆等离子弧的焊接工艺参数的选择；
电弧。混合型电弧在很小的电流下就能保持稳 定。 特别适合于薄板及超薄板的焊接。
质量管理部
2
3
-
-
-
+
1 4
+
5
非转移
转移
+ +
联合
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3.等离子弧的特点 1）电弧静特性曲线与TIG电弧明显不同： （1）E大，因此上移。平直段缩小、上升段斜率增
大。 （2）联合电弧的下降段不明显；因此，小电流电弧
非常稳定。
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2）电弧温度高24000K-50000K，功率密度大， 105- 106.而TIG电弧分别为10000-24000K。
3）刚直性性大，电弧集中系数大。 4）弧柱热量的对工件的加热作用大
质量管理部
4.等离子弧焊的特点 1）特点：（优点）
由于等离子电弧具有较高的能量密度、温度及 刚直性，因此与一般电弧焊相比，等离子电弧具有下 列优点：
3) 电磁压缩：由于以上两种压缩效应，使得 电弧电流密度增大，电弧电流自身磁场产生的电 磁收缩力增大，使电弧受到进一步的压缩，这就 是电磁压缩。
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2.等离子弧的类型 1）非转移型电弧 非转移型电弧燃烧在钨极与喷嘴之间，焊接时电源 正极接水冷铜喷嘴，负极接钨极，工件不接到焊接回 路上；依靠高速喷出的等离子气将电弧带出。
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2）喷嘴分类： （1）按喷嘴数量，可分为单孔型和多孔型两种。
多孔型喷嘴除孔道的了中心主孔外，主孔左右还 有多个小孔。从这两个小孔中喷出的等离子气对等。 离子弧有一附加压缩作用，使等离子弧的截面变为椭 圆形。 当椭圆的长轴平行于焊接方向时，可显著提高焊接速 度，减小焊接热影响区的宽度。
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（5）可产生稳定的小孔效应，通过小孔效应， 正面施焊时可获得良好的单面焊双面成形。
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2)等离子弧焊的缺点： （1）可焊厚度有限，一般在25mm以下； （2）焊枪及控制线路较复杂，喷嘴的使用寿命很低； （3）焊接参数较多，对焊接操作人员的技术水平要求
（2）按孔道的形状，可分为圆柱型、收敛、扩散 型等三种。 通常采用圆柱形压缩孔道，而收敛型压缩孔道有 利于电弧的稳定。 最重要的喷嘴形状参数为压缩孔径及压缩孔道长 度。
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① 喷嘴孔径dn dn决定了等离子弧的直径及能量密度。直径越小，
对电弧的压缩作用越大，但太小时，等离子弧的稳 定性下降，甚至导致双弧现象，烧坏喷嘴。 通常应根据焊接电流大小及等离子气种类及流量来 选择。
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② 喷嘴孔道长度l0 在一定的压缩孔径下，l0越长，对等离子弧的 压缩作用越强，但l0太大时，等离子弧不稳定 。通常要求孔道比l0 /dn在一定的范围之内。转
移弧一般为1.0-1.2。混合电弧为2-6。
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③ 锥角 对等离子弧的压缩角影响不大，30-180范围内 均可，但最好与电极的端部形状配合，保证将 阳极斑点稳定在电极的顶端。 焊接时一般为60-90 。
（1） 熔透能力强，在不开坡口、不加填充焊丝的 情况下可一次焊透8~10mm厚的不锈钢板。
（2）焊缝质量对弧长的变化不敏感，这是由于电弧 的形态接近圆柱形，且挺直度好，弧长变化对加热斑 点面积的影响很小，易获得均匀的焊缝形状。
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（3）钨极缩在水冷铜喷嘴内部，不会与工件接 触，因此可避免焊缝金属产生夹钨现象。
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4.双弧 正常条件下，转移型电弧在钨极与工件之间产
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喷嘴材料一般为紫铜，直接水冷
喷嘴类型
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2. 电极 1）材料
等离子弧焊接一般采用钍钨极或铈钨极，有时也 采用纯钨极或锆电极，钨极为棒状电极；钨极一般 需要进行水冷。
小电流时采用空气冷却方式。 大电流时，采用直接水冷，钨极为镶嵌式结构。
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2）形状： 棒状电极端头一般磨成尖锥形或尖锥平台形，电流 较大时还可磨成球形，以减少烧损。
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一.等离子弧焊接原理
1.等离子弧的形成 等离子弧是一种被压缩的钨极氩弧，具有很高的 能量密度、温度及电弧力。 等离子弧是通过三种压缩作用获得的：
1) 机械压缩：水冷铜喷嘴孔径限制弧柱截面积的 自由扩大，这种拘束作用就是机械压缩。
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2) 热压缩：喷嘴中的冷却水使喷嘴内壁附近 形成一层冷气膜，进一步减小了弧柱的有效导电 Байду номын сангаас积，从而进一步提高了电弧弧柱的能量密度及 温度，这种依靠水冷使弧柱温度及能量密度进一 步提高的作用就是热压缩。
较高。
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5.应用 可用钨极氩弧焊焊接的金属，比如不锈钢、铝及
铝合金、钛及钛合金、镍、铜、蒙耐尔合金等，均可 用等离子弧焊焊接。
这种焊接方法可用于航天、航空、核能、电子、 造船及其它工业部门中。
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二.等离子弧焊接设备
1.设备分类： 焊接电源、焊枪、控制系统、水、气路系统。
1）焊枪的组成： 主要由电极、电极夹头、压缩喷嘴、中间绝 缘体、上枪体、下枪体及冷却套等组成。 最关键的部件为喷嘴及电极。
这种电弧适用于焊接或切割较薄的金属及非金 属。
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2）转移型电弧 转移型电弧直接燃烧在钨极与工件之间，焊
接时首先引燃钨极与喷嘴间的非转移弧，然后将 电弧转移到钨极与工件之间；在工作状态下，喷 嘴不接到焊接回路中。
这种电弧用于焊接较厚的金属。
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3）联合型电弧 转移弧及非转移弧同时存在的电弧为联合型
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3）内缩长度与同心度 与TIG焊不同，等离子焊时，钨极一般内缩到压缩喷
嘴之内。 从喷嘴外表面至钨极尖端的距离被称为内缩长度lg。
为了保证电弧稳定，不产生双弧，钨极应与喷嘴保持同 心，而且钨极的内缩长度lg要合适（lg=l0 0.2mm）。
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3.送气方式： 1)切向： 压缩程度高，中心压力低、周边压力高，电 弧稳定在中心。 2)径向： 压缩程度低。
高级焊工技术培训
（等离子焊接）
张明录
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目录
一.等离子弧焊接原理 二.等离子弧焊接设备 三.离子弧焊接方法 四.焊接工艺参数
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○基本要求 ☆掌握等离子弧的产生原理及特点 ☆了解等离子弧发生器的结构原理 ☆掌握等离子弧焊接的几种主要的工艺形式及特点 ○重点 ☆等离子弧的热源特点、等离子弧的静特性； ☆等离子弧的焊接工艺参数的选择；
电弧。混合型电弧在很小的电流下就能保持稳 定。 特别适合于薄板及超薄板的焊接。
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3
-
-
-
+
1 4
+
5
非转移
转移
+ +
联合
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3.等离子弧的特点 1）电弧静特性曲线与TIG电弧明显不同： （1）E大，因此上移。平直段缩小、上升段斜率增
大。 （2）联合电弧的下降段不明显；因此，小电流电弧
非常稳定。
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2）电弧温度高24000K-50000K，功率密度大， 105- 106.而TIG电弧分别为10000-24000K。
3）刚直性性大，电弧集中系数大。 4）弧柱热量的对工件的加热作用大
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4.等离子弧焊的特点 1）特点：（优点）
由于等离子电弧具有较高的能量密度、温度及 刚直性，因此与一般电弧焊相比，等离子电弧具有下 列优点：
3) 电磁压缩：由于以上两种压缩效应，使得 电弧电流密度增大，电弧电流自身磁场产生的电 磁收缩力增大，使电弧受到进一步的压缩，这就 是电磁压缩。
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2.等离子弧的类型 1）非转移型电弧 非转移型电弧燃烧在钨极与喷嘴之间，焊接时电源 正极接水冷铜喷嘴，负极接钨极，工件不接到焊接回 路上；依靠高速喷出的等离子气将电弧带出。
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2）喷嘴分类： （1）按喷嘴数量，可分为单孔型和多孔型两种。
多孔型喷嘴除孔道的了中心主孔外，主孔左右还 有多个小孔。从这两个小孔中喷出的等离子气对等。 离子弧有一附加压缩作用，使等离子弧的截面变为椭 圆形。 当椭圆的长轴平行于焊接方向时，可显著提高焊接速 度，减小焊接热影响区的宽度。
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