汽車車身修復(fù)-學(xué)習(xí)情景8-5等離子切割與焊接ppt課件

1、主講：朱明 高級(jí)技師、經(jīng)濟(jì)師, 工程師 高級(jí)技藝專業(yè)教師 高級(jí)汽車維修考評(píng)員學(xué)習(xí)情景八：車身焊接 5.等離子切割.等離子弧焊接一、根本要求1、掌握等離子弧的產(chǎn)生原理及特點(diǎn)2、了解等離子弧發(fā)生器的構(gòu)造3掌握等離子弧焊接的幾種主要的工藝方式及特點(diǎn)三、重點(diǎn)1、等離子弧的熱源特點(diǎn)、等離子弧的靜特性；2、等離子弧的焊接工藝參數(shù)的選擇； .第一節(jié)等離子弧焊接特點(diǎn)一、等離子弧的構(gòu)成等離子弧是一種被緊縮的鎢極氬弧，具有很高的能量密度、溫度及電弧力。等離子弧是經(jīng)過(guò)三種緊縮作用獲得的：1) 機(jī)械緊縮水冷銅噴嘴孔徑限制弧柱截面積的自在擴(kuò)展，這種拘謹(jǐn)作用就是機(jī)械緊縮；2) 熱緊縮 噴嘴中的冷卻水使噴嘴內(nèi)壁附近構(gòu)成一層

2、冷氣膜，進(jìn)一步減小了弧柱的有效導(dǎo)電面積，從而進(jìn)一步提高了電弧弧柱的能量密度及溫度，這種依托水冷使弧柱溫度及能量密度進(jìn)一步提高的作用就是熱緊縮；3) 電磁緊縮 由于以上兩種緊縮效應(yīng)，使得電弧電流密度增大，電弧電流本身磁場(chǎng)產(chǎn)生的電磁收縮力增大，使電弧遭到進(jìn)一步的緊縮，這就是電磁緊縮。 .二、等離子弧的類型一非轉(zhuǎn)移型電弧非轉(zhuǎn)移型電弧熄滅在鎢極與噴嘴之間，焊接時(shí)電源正極接水冷銅噴嘴，負(fù)極接鎢極，工件不接到焊接回路上；依托高速噴出的等離子氣將電弧帶出，這種電弧適用于焊接或切割較薄的金屬及非金屬。二轉(zhuǎn)移型電弧轉(zhuǎn)移型電弧直接熄滅在鎢極與工件之間，焊接時(shí)首先引燃鎢極與噴嘴間的非轉(zhuǎn)移弧，然后將電弧轉(zhuǎn)移到鎢極與工

3、件之間；在任務(wù)形狀下，噴嘴不接到焊接回路中。這種電弧用于焊接較厚的金屬。三結(jié)合型電弧轉(zhuǎn)移弧及非轉(zhuǎn)移弧同時(shí)存在的電弧為結(jié)合型電弧?；旌闲碗娀≡诤苄〉碾娏飨戮湍軋?jiān)持穩(wěn)定，因此特別適宜于薄板及超薄板的焊接。 .非轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移結(jié)合.等離子焊與氬弧焊的比較:經(jīng)過(guò)水冷噴嘴緊縮電弧電弧集中熱影響區(qū)小3 -10 mm的板不用開(kāi)坡口可以焊接穿空效應(yīng) 焊接速度快，焊件變形小，焊縫成型美觀單面焊接無(wú)需打底，不需復(fù)雜的焊前預(yù)備.三、等離子弧焊的特點(diǎn)及運(yùn)用一特點(diǎn)由于等離子電弧具有較高的能量密度、溫度及剛直性，因此與普通電弧焊相比，等離子電弧具有以下優(yōu)點(diǎn)：1) 熔透才干強(qiáng)，在不開(kāi)坡口、不加填充焊絲的情況下可一次焊透810mm

4、厚的不銹鋼板；2) 焊縫質(zhì)量對(duì)弧長(zhǎng)的變化不敏感，這是由于電弧的形狀接近圓柱形，且挺直度好，弧長(zhǎng)變化對(duì)加熱斑點(diǎn)面積的影響很小，易獲得均勻的焊縫外形；3) 鎢極縮在水冷銅噴嘴內(nèi)部，不會(huì)與工件接觸，因此可防止焊縫金屬產(chǎn)生夾鎢景象；4) 等離子電弧的電離度較高，電流較小時(shí)仍很穩(wěn)定，可焊接微型精細(xì)零件；5) 可產(chǎn)生穩(wěn)定的小孔效應(yīng)，經(jīng)過(guò)小孔效應(yīng)，正面施焊時(shí)可獲得良好的單面焊雙面成形。.等離子弧焊的缺陷是：1) 可焊厚度有限，普通在25mm以下；2) 焊槍及控制線路較復(fù)雜，噴嘴的運(yùn)用壽命很低；3) 焊接參數(shù)較多，對(duì)焊接操作人員的技術(shù)程度要求較高。二運(yùn)用可用鎢極氬弧焊焊接的金屬，比如不銹鋼、鋁及鋁合金、鈦及鈦

5、合金、鎳、銅、蒙耐爾合金等，均可用等離子弧焊焊接。這種焊接方法可用于航天、航空、核能、電子、造船及其它工業(yè)部門中。.等離子弧生器一、分類：等離子弧焊槍、割槍、噴槍。二、組成主要由電極、電極夾頭、緊縮噴嘴、中間絕緣體、上槍體、下槍體及冷卻套等組成。最關(guān)鍵的部件為噴嘴及電極。1、 噴嘴如圖1-7-4所示。分類 按噴嘴孔道的數(shù)量，可分為單孔型和三孔型兩種。 三孔型噴嘴除了中心主孔外，主孔左右還有兩個(gè)小孔。從這兩個(gè)小孔中噴出的等離子氣對(duì)等離子弧有一附加緊縮作用，使等離子弧的截面變?yōu)闄E圓形。當(dāng)橢圓的長(zhǎng)軸平行于焊接方向時(shí)，可顯著提高焊接速度，減小焊接熱影響區(qū)的寬度。 按孔道的外形，可分為圓柱型及收斂分散型

6、等兩種。通常采用圓柱形緊縮孔道，而收斂分散型緊縮孔道有利于電弧的穩(wěn)定。.最重要的噴嘴外形參數(shù)為緊縮孔徑及緊縮孔道長(zhǎng)度。噴嘴孔徑dndn決議了等離子弧的直徑及能量密度。通常應(yīng)根據(jù)焊接電流大小及等離子氣種類及流量來(lái)選擇。直徑越小，對(duì)電弧的緊縮作用越大，但太小時(shí)，等離子弧的穩(wěn)定性下降，甚至導(dǎo)致雙弧景象，燒壞噴嘴。2)噴嘴孔道長(zhǎng)度l0在一定的緊縮孔徑下，l0越長(zhǎng)，對(duì)等離子弧的緊縮作用越強(qiáng)，但l0太大時(shí)，等離子弧不穩(wěn)定。通常要求孔道比l0 /dn在一定的范圍之內(nèi)，3)錐角 對(duì)等離子弧的緊縮角影響不大，30180范圍內(nèi)均可，但最好與電極的端部外形配合，保證將陽(yáng)極斑點(diǎn)穩(wěn)定在電極的頂端。.噴嘴類型.2、 電極

7、等離子弧焊接普通采用釷鎢極或鈰鎢極，有時(shí)也采用鋯鎢極或鋯電極。鎢極普通需求進(jìn)展水冷，小電流時(shí)采用間接水冷方式，鎢極為棒狀電極；大電流時(shí)，采用直接水冷，鎢極為鑲嵌式構(gòu)造。棒狀電極端頭普通磨成尖錐形或尖錐平臺(tái)形，電流較大時(shí)還可磨成球形，以減少燒損。與TIG焊不同，等離子焊時(shí)，鎢極普通內(nèi)縮到緊縮噴嘴之內(nèi)，從噴嘴外外表至鎢極尖端的間隔被稱為內(nèi)縮長(zhǎng)度lr。為了保證電弧穩(wěn)定，不產(chǎn)生雙弧，鎢極應(yīng)與噴嘴堅(jiān)持同心，而且鎢極的內(nèi)縮長(zhǎng)度lr要適宜lr=l00.2mm。.二焊接電流 焊接電流總是根據(jù)板厚或熔透要求來(lái)選定。焊接電流增大，等離子弧穿透才干增大。但電流過(guò)大會(huì)引起雙弧，損傷噴嘴并破壞焊接過(guò)程的穩(wěn)定性，而且，熔

8、池金屬會(huì)因小孔直徑過(guò)大而墜落。因此，在噴嘴構(gòu)造確定后，為了獲得穩(wěn)定的小孔焊接過(guò)程，焊接電流只能在某一個(gè)適宜的范圍內(nèi)選擇，而且這個(gè)范圍與離子氣的流量有關(guān)。三等離子氣等離子氣及維護(hù)氣體通常根據(jù)被焊金屬及電流大小來(lái)選擇。大電流等離子弧焊接時(shí)，等離子氣及維護(hù)氣體通常采用一樣的氣體，否那么電弧的穩(wěn)定性將變差。表8-2列出了大電流等離子弧焊焊接各種金屬時(shí)所采用的典型氣體。小電流等離子弧焊接通常采用純氬氣作等離子氣。這是由于氬氣的電離電壓較低，可保證電弧引燃容易。.金屬厚度/mm焊接技術(shù)穿孔法熔透法碳鋼鋁鎮(zhèn)靜鋼3.2Ar25%Ar+75%He低合金鋼3.2Ar25%Ar+75%He不銹鋼3.2Ar或95%A

9、r+5%H225%Ar+75%He3.2Ar或95%Ar+5%H225%Ar+75%He活性金屬6.4Ar+50%70%He25%Ar+75%He.離子氣流量直接決議了等離子流力和熔透才干。等離子氣的流量越大，熔透才干越大。但等離子氣流量過(guò)大會(huì)使小孔直徑過(guò)大而不能保證焊縫成形。因此，應(yīng)根據(jù)噴嘴直徑、等離子氣的種類、焊接電流及焊接速度選擇適當(dāng)?shù)碾x子氣流量。利用熔入法焊接時(shí)，應(yīng)適當(dāng)降低等離子氣流量，以減小等離子流力。四焊接速度 焊接速度應(yīng)根據(jù)等離子氣流量及焊接電流來(lái)選擇。其它條件一定時(shí)，假設(shè)焊速增大，焊接熱輸入減小，小孔直徑隨之減小，直至消逝。假設(shè)焊速太低，母材過(guò)熱，熔池金屬容易墜落。因此，焊接速

10、度、離子氣流量及焊接電流等這三個(gè)工藝參數(shù)應(yīng)相互匹配。.五噴嘴離工件的間隔間隔過(guò)大，熔透才干降低；間隔過(guò)小那么呵斥噴嘴堵塞。普通取38mm。和鎢極氬弧焊相比，噴嘴間隔變化對(duì)焊接質(zhì)量的影響不太敏感。六維護(hù)氣體流量維護(hù)氣體流量應(yīng)根據(jù)焊接電流及等離子氣流量來(lái)選擇。在一定的離子氣流量下，維護(hù)氣體流量太大會(huì)導(dǎo)致氣流的紊亂，影響電弧穩(wěn)定性和維護(hù)效果。而維護(hù)氣流量太小，維護(hù)效果也不好，因此，維護(hù)氣體流量應(yīng)與等離子氣流量堅(jiān)持適當(dāng)?shù)谋壤?。小孔型焊接維護(hù)氣體流量普通在1530L/min范圍內(nèi)。.金屬厚度/mm焊接工藝穿孔法熔透法鋁1.6HeHe碳鋼鋁鎮(zhèn)靜鋼1.6Ar或25%Ar+75%HeAr或25%Ar+75%H

11、e低合金鋼1.625%Ar+75%He或Ar+1%5%H2Ar，He或Ar+1%5%H2不銹鋼一切厚度Ar，25%Ar+75%He或Ar+1%5%H2Ar，He或Ar+1%5%H2.五引弧及收弧利用穿孔法焊接厚板時(shí)，引弧及熄弧處容易產(chǎn)生氣孔、下凹等缺陷。對(duì)于直縫，采用引弧板及熄弧板來(lái)，先在引弧板上形成小孔，然后再過(guò)渡到工件上去；最后將小孔閉合在熄弧板上。但環(huán)縫無(wú)法用引弧板及熄弧板，必需采用焊接電流、離子氣流量遞增控制法在工件上起弧，利用電流和離子氣流量衰減法來(lái)閉合小孔。三、焊接缺陷等離子弧焊的常見(jiàn)缺陷如表8-4所示.表8-4常見(jiàn)缺陷及消除措施缺 陷 類 型產(chǎn) 生 原 因預(yù) 防措 施單 側(cè) 咬 邊1.焊炬偏向焊縫一側(cè)2.電極與噴嘴不同心3.兩鋪助孔編斜4.接頭錯(cuò)邊量太大5.磁偏吹1矯正焊炬對(duì)中位置2調(diào)整同心度3調(diào)整輔助孔位置4加填充絲5改動(dòng)地線位置兩 側(cè) 咬 邊1.焊接速度太快2.焊接電流太小1降低焊接速度2加大焊接電流氣 孔1.焊前清理不當(dāng)2.焊絲不干凈3.焊接電流太小4.填充絲送進(jìn)太快5.焊接速度太快1除凈焊接