微束等离子电弧焊接应用研究

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微束等离子弧焊工艺简介

微束等离子弧焊工艺简介微束等离子弧焊是一种高精度的电弧焊接技术，广泛应用于精密零部件、半导体器件、电子元件等领域。

它采用微束等离子弧作为焊接热源，通过电弧在工件上产生高温，使工件表面熔化并形成焊缝，从而实现焊接的目的。

微束等离子弧焊的工艺过程较为复杂，需要精密的设备和严格的操作。

首先，工件需要进行准备，包括清洁、定位和固定等工作。

接下来，需要进行电弧调试，通过调整并控制电弧的形状和稳定性，使其能够提供稳定的热源。

然后，根据工件的材料和要求，选择合适的等离子气体和焊接参数，如电流、电压和焊接速度等。

最后，进行焊接操作，将等离子弧聚焦到焊缝上，通过高温使工件熔化并形成焊接连接。

微束等离子弧焊具有许多优点。

首先，由于采用微束等离子弧，焊接热源集中、温度高，可以实现高精度的焊接，保证了焊接质量。

其次，焊接过程中对工件的热影响较小，可以实现无变形、无残余应力的焊接。

此外，微束等离子弧焊还具有焊缝熔透深度大、焊缝形态美观、焊接速度快等特点。

然而，微束等离子弧焊也存在一些局限性。

首先，设备和操作要求较高，成本较高。

其次，焊接效率较低，适用于焊接小批量、高精度的工件，不适用于大规模生产。

此外，焊接材料也有一定的要求，对于某些特殊材料可能无法实现有效焊接。

总的来说，微束等离子弧焊作为一种高精度的焊接技术，在精密制造领域具有广泛的应用前景。

随着技术的不断发展，相信它将在更多领域发挥重要作用。

微束等离子弧焊是一种高精度的电弧焊接技术，采用微束等离子弧作为焊接热源，通过电弧在工件上产生高温，使工件表面熔化并形成焊缝，从而实现焊接的目的。

与传统的焊接方法相比，微束等离子弧焊具有更高的焊接精度和质量，适用于对焊接质量要求较高的领域，如精密零部件、半导体器件、电子元件等。

微束等离子弧焊的核心技术是等离子弧的形成和控制。

等离子弧是由高频电源引起电离气体放电而产生的，其工作原理类似于等离子切割。

在微束等离子弧焊中，焊接电弧十分细小，能够实现焊缝的高精度定位和熔透深度的控制。

第一节等离子弧焊接的特点及应用

等离子弧焊的缺点是：
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较高。
三）、等离子弧的类型
（一）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，这种电弧适用于焊接或切割较薄的金属及非金属。（二）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。（三）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，因此特别适合于薄板及超薄板的焊接。
一）、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； 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。
2 -
3 -
+ 1 5 + +
+
4
非转移
转移
联合
（四）．双弧现象
在使用转移型等离子弧进行焊接或切割过程中，当等离子弧被过度压缩，冷却不够时，就会在钨极和喷嘴及喷嘴和工件之间产生与主弧并列的电弧，这种现象称为等离子弧的双弧现象，如图所示。在等离子弧焊接或切割过程中，一旦产生双弧，就会减小主弧电流，破坏等离子弧的稳定性，严重时还会烧烧毁喷嘴，使焊接或切割工作无法进行。

微束等离子焊接在航空发动机中的应用

数字技术
机械工程
微束等离子焊接在航空发动机中的应用
高山，宋文清，曲伸，李文学，帅焱林
（沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司，辽宁沈阳１１００４３）
摘要：详细介绍了微束等离子焊接工艺技术的基本原理、特点以及适用范围。以航空发动机零件为应用对象，阐述了微束等离子焊接在工程化应用的具体情况，主要包括焊接夹具设计、焊前装配要求、
压缩成高温、高电离度及高能量的电弧。通常可采
取一系列措施来提高电弧的稳定性，加强电弧的压缩作用，比如减小电流和气流、缩小电弧室的尺寸、使焊枪喷嘴喷射出能量密度高的集中束流等。
于航空发动机４类零件的焊接：１）波纹管类零件，
如高温膜盒；２）封严类零件，如封严圈、机匣问Ｗ环；３）高导导流类零件，如导流管、冷气导管；４）滤
油类零件，如滤网、油滤。
微束等离子焊接主要涉及的零件材料为不锈
ＧＡＯＳｈａｎ，ＳＯＮＧＷｅｎｑｉｎｇ，ＱＵＳｈｅｎ，ＬＩＷｅｎｘｕｅ，ＳＨＵＡＩＹａｎｌｉｎ
（ＳｈｅｎｙａｎｇＬｉｍｉｎｇＡｖｉａｔｉｏｎＭｏｔｏｒ（Ｇｒｏｕｐ）Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１００４３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｅｂａｓｉｃｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄａｖａｉｌａｂｌｅｒａｎｇｅｏｆｍｉｃｒｏ－ｐｌａｓｍａａｒｃｗｅｌｄｉｎｇｔｅｃｈ —

钛合金微束等离子弧自动焊

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（7）通过 ;<7 钛合金薄壁零件的模拟件试验和理化、力学性能检测，证明微束等离子弧自动焊接工艺焊接速度快，焊件变形小，保护效果好，并能获得与基体金属技术条件要求相当的焊接接头。（!）采用微束等离子弧自动焊工艺焊接 7 % A ** 厚的钛合金板材对接接头，不仅可以和大电流等离子表 > 焊接接头室温机械性能试验结果万方数据 &%
电流调节范围 I A : L D; > L >;
电源类别空载电压 I J 电弧电压 I J K; >D; @; L M; @; L @:
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关键焊接工艺参数的分析与调试影响微束等离子弧自动焊接的工艺参数较多，主要有焊接电流、焊接速度、离子气流量、保护气流量、焊枪喷嘴孔径、钨电极的内缩量、焊枪的对中及喷嘴端面至工件的距离。为优选出适应不同壁厚钛合金零件的焊接规范，用厚度为 ; 8 N 和 > 8 : 66 的钛合金试片对上列工艺参数逐一进行了调试筛选，现简要叙述如下。 @CC> 年第 A 期
新工艺・新技术・新设备
全面的焊接质量检查，现将各项检查结果分述如下。 7 8 9 8 7 : 射线及荧光检查荧光检查也未 : 射线检测未发现焊缝内部缺陷，发现表面裂纹。 7 8 9 8 ! 金相检测为检查微束等离子弧焊缝组织，对焊接状态的（未填丝）取样进行了金相组织分 ;<7 钛合金焊接接头析，并检测了焊缝正、背面熔宽及热影响区的宽度。检测结果是：焊缝正、背面熔宽分别为 ! % ! ** 和 ! % 7 热影响区宽度为 7 % = **。焊缝、热影响区及基体 **，金相组织照片见图 >。从金相检测结果可以看出，钛合金微束等离子弧焊接接头不论是焊缝熔宽还是热影响区的宽度都小于氩弧焊，焊缝组织也优于氩弧焊接头。 7 8 9 8 > 机械性能试验为考核 ;<7 钛合金微束等离子弧焊接接头的室温强度和加工工艺性能，对模拟试件的焊接接头作了

【免费下载】等离子焊接技术及其应用

等离子焊接技术及其应用0 引言随着现代工业的迅速发展, 不锈钢由于具有外表华丽、耐蚀性能优良和可冷、热加工的性能, 在食品/医疗设备、石化压力容器、不锈钢管道、染整设备、储运罐箱、特种船舶和航空航天等行业中倍受青睐。

目前中国可年产近900 万t 不锈钢, 有望成为世界第一大不锈钢生产、制造大国, 作为产品生产的主要技术之一的焊接技术也开始由原来的手工焊接技术向高效的自动焊接技术转变, 这其中应用最为广泛就是等离子焊接技术。

在国外, 等离子工艺技术已在不锈钢中、薄板制造中得到了大量普及应用。

1 等离子焊接原理1.1 等离子焊接定义等离子焊接是通过高度集中的等离子束流获得必要的熔化母材能量的焊接过程。

通常等离子电弧的能量取决于等离子气体的流量、焊枪喷嘴的压缩效果和使用电流大小。

普通电弧射流速度为80～150 m/s, 等离子电弧的射流速度可以达到300～2 000 m/s, 等离子电弧由于受到压缩, 能量密度可达105～106W/cm2 而自由状态下TIG 电弧能量密度为50～100W/mm2, 弧柱中心温度在24 000 K以上, 而TIG 电弧弧柱中心温度在 5 000～8 000 K左右[1]。

因此, 等离子电弧焊接与电子束(能量密度105W/mm2)、激光束(能量密度105W/mm2)焊接同被称为高能密度焊接。

等离子焊接及穿孔示意如图1所示。

图1 等离子焊接及其穿孔示意1.2 等离子电弧的分类按电源连接方式分类, 等离子电弧分非转移弧、转移弧和联合型电弧三种形式[1]。

三种形式都是钨极接负, 工件或喷嘴接正。

非转移型电弧是在钨极与喷嘴之间形成电弧,在等离子气流压送下, 弧焰从喷嘴中喷出, 形成等离子焰[1], 主要适合于导热性较好的材料焊接。

但由于电弧能量主要通过喷嘴, 因此喷嘴的使用寿命较短, 能量不宜过大, 不太适合于长时间的焊接, 这种形式较少应用在焊接。

转移型电弧是在喷嘴与工件之间形成电弧, 由于转移弧难以直接形成, 先在钨极与喷嘴之间形成小的非转移弧, 然后过渡到转移弧, 形成转移电弧时, 非转移弧同时切断。

微束等离子氩弧焊及激光焊用于牙科纯钛焊接的实验研究

南京医科大学硕士学位论文微束等离子氩弧焊及激光焊用于牙科纯钛焊接的实验研究姓名：徐晶申请学位级别：硕士专业：口腔临床医学指导教师：吴凤鸣20070418材料与方法一，主要仪器和设备ＷＣ－１００Ｂ型“飞马特”逆变等离子焊接系统（飞马特公司，美国）（图１）：Ｃｏｍｂｉｌａｂｏｒ④激光焊接机（ＨｅｒａｃｗＫｕｌｚｅｒ公司，德国）（图２）；ＢＶＭ６００－Ａ型医用诊断ｘ射线机（北京万力森医疗设备有限公司）；ＣＳＳ－４４１００型电子万能试验机（长春试验机研究所）；ＯＬＹＭＰＵＳＢＸ６０Ｍ型金相显微镜（ＯＬＹＭＰＵＳ公司，日本）；ＨＶ－１２０型维氏硬度计（山东莱州市试验机厂）；ＱＵＡＮＴＡ２００型扫描电镜（ＳＥＭ）（ＦＥＩ公司，美国）ＧＥＮＳＩＳ２０００型ｘ射线能谱仪（ＥＤＡＸ公司，美国）；自制等离子焊接用托罩，夹具（图３、４）．Ａ：控制系统；Ｂ：动力系统；Ｃ：操作台图１ＷＣ－１００Ｂ型“飞马特”逆变等离子焊接系统图２Ｃｏｍｂｉｌａｂｏｒ④激光焊接机图３等离子焊接自制托罩的实物图及示意图Ｉｌ◇、ｌ图４等离子焊接自制夹具的实物图及示意图二、材料ＴＡ２型纯钛（日进齿科材料公司），化学成份（质量百分数）：０》０．１５％．Ｎ）Ｏ．０５％、Ｃ：卜０．１０％，Ｈ）０．０１５％，Ｆｅ：卜０．３０％、Ｓｉ＞Ｏ．１５％，其余Ｔｉ；丙酮溶液（分析纯）．酸洗溶液（２％一４％ＨＦ＋３０Ｓ～４０％ＨＮ０３）：５所示标准拉伸试件（ＧＢ２６５１－８１焊接接头拉伸试验方法），其中每块试件线切割为２块拉伸试件，每组共形成６块拉伸试样．图５拉伸试样尺寸ＣＳＳ－４４１００电子万能试验机以５ｍｍ／ｍｉｎ的横梁位移速度进行拉伸测试，得到各试件的拉伸强度．２．２金相观察取剩余等离子及激光焊接试件各１块，线切割使其自中间沿纵轴截断，断面与焊缝垂直，制备金相试件，在ＯＬＹＭＰＵＳＢＸ６０Ｍ型金相显微镜下观察．２．３显微硬度测试使用ＨＶ－１２０型维氏硬度计以１００ｇ载荷，１０ｓ加载时间测试等离子及激光焊接试件的维氏显微硬度值．从焊缝中心开始，到母材区结束．激光焊试样测试点间距均为０．１ｆｉｌｍ，等离子焊试样前１１个测试点间距为０．２ｍｍ，后８个测试点间距为１．Ｏｉｎｌｎ．２．４扫描电镜扣能谱扫描真空条件下采用ＱＵＡＮＴＡ２００型扫描电镜和ｘ射线能谱仪对两试件的焊缝区进行显微观察和元素扫描．３统计学分析采用ＳＰＳＳｌ０．０数据统计学分析，拉伸强度用ｘ±ｓ表示，三组样本均数间的比较采用方差分析，检验水准Ｏｒ．＝０．０５．结果一、宏观观察从表面观察，等离子焊接试件焊缝区完全熔透，表面成型好，焊缝宽约３—５ｆｉｌｍ，热影响区宽约２—３蚴／侧，焊缝及热影响区均呈银白色．在起弧和收弧区存在一定的收缩凹陷（图６）．激光焊接试件表面形成直径１衄光斑，逐个叠加，光斑呈现金黄色，偶尔出现蓝色，几乎观察不到热影响区（图７）．图６等离子焊接试件表面图７激光焊接试件表面二，金相观察等离子焊接焊缝完全熔透，晶粒规整，见典型的较粗大的针状结构（图８）．激光焊接试件金相组织细小．均匀、规则（图９），但其焊缝截面中心见一应力裂纹。

科技成果——脉冲微束等离子弧焊接技术及设备

科技成果——脉冲微束等离子弧焊接技术及设备
技术开发单位沈阳工业大学
成果简介
在变压器、高压开关等行业的设备中，有波纹管、膨胀器等部件，制造波纹管、膨胀器主要采用超薄板（0.1-0.8mm）焊接技术；在半导体器件封装领域，需要采用超薄板焊接技术；还有很多应用领域。

超薄板焊接需要脉冲微束等离子弧焊接技术及设备。

经过多年的实践表明，脉冲微束等离子弧焊接技术先进、焊接效率高、焊接质量稳定、设备运行可靠。

脉冲微束等离子弧焊机可进行手工焊接，也可根据需要配合相应的自动转台或自动直线运动胎具，进行自动焊接环形、直线和其它形状焊缝，可精密焊接不绣钢、低合金钢、铜及铜合金、钛及钛合金、镍及镍合金等多种金属材料及其合金的超薄件结构。

应用范围
在波纹管、膨胀器、半导体器件封装等产品的制造过程中，超薄板焊接技术是重要加工工艺，焊接技术决定产品质量及生产效率。

脉冲微束等离子弧焊接技术及设备是波纹管、膨胀器、半导体器件封装等产品制造行业的重要加工技术。

技术特性
脉冲微束等离子弧焊接设备应用单相220V电源，电源额定1500VA；等离子气体用氩气，离子气流量0.15-0.4L/min；保护气体用氩气及氢气，氩气流量3.0-4.8L/min；氢气流量0.1-0.3L/min。

脉冲微束等离子弧焊接设备焊接操作简便，焊接操作者培训容易。

SG3525在微束等离子弧焊接电源中的应用

王彦贞
河北软件职业技术学院（河北保定０１０）７００
摘要：论述微束等离子弧焊接电源的特点以及在国内的发展情况，绍新型Ｐ介ＷＭ芯片Ｓ３２引脚功能及Ｇ５５
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（０１）闭锁控制（引脚１）外部关断信号输入端。０：该端接高电平时控制器输出被禁止。该端可与保护电路相连，以实现故障保护。
艺。
环双环系统，因此，无论开关电源的电压调整率、负
载调整率和瞬态响应特性都有提高，目前比较理想是
的新型控制器。２Ｓ３２内部框图（．Ｇ５５１见图１）
从当前的市场情况来看，国内生产微束等离子弧
机厂、哈尔滨焊接研究所等，主要采用的是模拟技术。国外的产品主要有：法国ＳＦＡ、德国ＥＷＭ、美国飞马特等公司，其产品都是采用数字技术。在稳定性以
钢、普通碳素钢、可伐合金、蒙耐尔合金、钛合金、
２Ｓ３２Ｇ５５简介
Ｓ３２是美国硅通用半导体公司推出的电流控制Ｇ５５
型ＰＷＭ控制器，所谓电流控制型脉宽调制器是按照接反馈电流来调节脉宽的。在脉宽比较器的输入端直接用流过输出电感线圈的信号与误差放大器输出信号进行比较，从而调节占空比使输出的电感峰值电流跟

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微束等离子电弧焊接应用研究
微束等离子电弧焊接是一种高精度、高效率的焊接技术，广泛
应用于航空航天、汽车工业、医疗器械等领域。

本文将从焊接原理、应用场景、优缺点等方面介绍微束等离子电弧焊接技术的应用研究。

一、焊接原理
微束等离子电弧焊接是一种利用等离子体产生的热量进行焊接
的技术。

等离子弧通过高能电子的激发，使气体分子产生电离，形
成高能物质，这些高能物质可以产生高温、高压和高速气流等效应，从而生成长弓或小弧。

在弧的高温和高速气流的作用下，焊接材料
的表面和焊缝附近都会产生等离子态，将电弧热能转化为焊接材料
的热能，从而实现焊接。

二、应用场景
1.航空航天
微束等离子电弧焊接在航空航天领域得到广泛应用，主要用于
制造大型燃气涡轮发动机、液压泵等高精度、高强度部件。

微束等
离子电弧焊接可以实现高精度、高质量的焊接，有效保证了航空航
天部件的安全可靠性。

2.汽车工业
微束等离子电弧焊接在汽车工业中也有广泛的应用，主要用于
焊接汽车车身结构、安全气囊和发动机部件等。

微束等离子电弧焊
接可以实现焊接材料表面的清洁和高精度焊接，降低了产生焊接缺
陷的风险，提高了焊接质量和生产效率。

3.医疗器械
微束等离子电弧焊接在医疗器械制造领域也有应用，主要用于制造人工心脏瓣膜、心脏支架等高精度、高质量的器械。

微束等离子电弧焊接可以实现高精度的焊接、无热残留、无氧化膜，降低后续加工难度，提高产品的质量和效率。

三、优缺点
1.优点
①高精度：微束等离子电弧焊接可以实现高精度的焊接，降低了焊接缺陷的风险。

②高效率：微束等离子电弧焊接可以实现清洁、高效的焊接，提高了生产效率和产品质量。

③无污染：微束等离子电弧焊接过程中不会产生有害气体和废料，环保节能。

④无热影响区：微束等离子电弧焊接可以实现无热影响区的焊接，降低了对焊接材料的影响。

2.缺点
①熟练度要求高：微束等离子电弧焊接技术操作复杂，需要较高的焊接技能和熟练度。

②成本较高：微束等离子电弧焊接设备和材料成本较高。

四、总结
微束等离子电弧焊接技术是一种高精度、高效率的焊接技术，在航空航天、汽车工业、医疗器械等领域得到广泛应用，成为重要的生产工艺。

未来，随着技术的不断进步和领域的扩张，微束等离子电弧焊接技术将具有更广阔、更广泛的应用前景。