第九章等離子弧焊

第九章等離子弧焊1第1頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三第2頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三1.2冷氣流的散熱造成的“熱收縮效應(yīng)”←最本質(zhì)、最重要的原因；1.3電磁收縮力；2、等離子弧的特點：2.1溫度高、能量密度高。（24000~50000K）2.2離子氣的噴射速度很高，沖擊力高。（V=300m/sec）2.3挺度大，擴散角?。ā?°），加熱方向準確，而且穩(wěn)定；如圖8-3所示；2.4應(yīng)用面廣，可用于焊接、切割、噴涂；第3頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三第4頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三3、氣體的作用與選擇：3.1作用：3.1.1向電弧提供氣體介質(zhì)，以便電離，維持電弧的穩(wěn)定燃燒；3.1.2冷卻作用：冷氣膜形成隔離層，冷卻噴嘴內(nèi)壁、電極等；3.1.3向工件傳遞動能←等離子流力的沖擊作用；3.1.4向工件傳遞能量（熱能）→3.1.5保護熔池金屬；3.1.6壓縮作用；對流傳導(dǎo)輻射傳導(dǎo)在工件表面中和放熱第5頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三3.2氣體的選擇：焊接與噴涂：富氬氣氛；(保護效果好，電弧穩(wěn)定)切割：N2、N2+H2、N2+Ar以及水蒸氣、空氣等；（沖擊力大，電弧的攜熱性好）4、電源與極性：直流正接、陡降的電源外特性、利用高頻引??；5、等離子弧的類型：轉(zhuǎn)移弧和非轉(zhuǎn)移弧，如圖所示；5.1轉(zhuǎn)移?。ㄖ苯踊。合仍陔姌O與噴嘴之間激發(fā)小弧，作為引導(dǎo)電弧，然后將電弧轉(zhuǎn)移到電極與焊件之間；第6頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三非轉(zhuǎn)移型b)轉(zhuǎn)移型1-焊件2-等離子弧3-冷卻水4-工作氣體（離子氣）5-電極6-噴嘴第7頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三特點：沖擊力大、挺度大、能量高、直接將能量作用給工件，適用于焊接與切割；5.2非轉(zhuǎn)移?。ㄩg接?。汉讣唤尤牒附踊芈?，只在電極與噴嘴之間建立的不向焊件轉(zhuǎn)移的等離子弧，也叫等離子焰；特點：沖擊力小、能量小、溫度低，適用于噴涂或焊、切薄件，或用于非金屬材料的加工；6、穩(wěn)定性：—雙弧現(xiàn)象，如圖所示；6.1現(xiàn)象：除正常的轉(zhuǎn)移弧外，又形成了一個燃燒于鎢極、噴嘴、工件之間的串聯(lián)電??；6.2危害：噴嘴容易燒壞、主弧的電流減小，等離子弧會中斷；第8頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三圖7-14雙弧現(xiàn)象第9頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三第二節(jié)等離子弧焊接與噴涂1、等離子弧焊接：兩種類型：1.1穿孔型等離子弧焊接：如圖8-20所示；利用“小孔效應(yīng)”進行焊接，簡稱“小孔法”小孔效應(yīng)：隨著等離子弧的向前移動，弧柱在熔池的前緣穿透整個焊件厚度，形成一個小孔的現(xiàn)象；弧型：轉(zhuǎn)移??；第10頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三第11頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三特點：穿透性強，速度快；熱影響區(qū)窄，焊接變形小，焊縫質(zhì)量高；成形好，不加墊板，不加填充金屬，單面焊雙面成形；應(yīng)用范圍：板厚：2.5~12mm(I=100~300A);材料：不銹鋼、耐熱鋼、高強鋼、Cu合金、Ti合金及難熔金屬，如：W、Mo等;第12頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三工藝特點：焊縫有氣孔的可能；1.2微弧等離子弧焊：利用小電流（I＜30A），形成聯(lián)合型微小等離子?。崔D(zhuǎn)移弧與非轉(zhuǎn)移弧同時存在）進行焊接，一般用于板厚小于0.4mm以下的金屬箔的焊接；除以上兩種外，還有熔入型、脈沖、熔化極以及變極性等離子弧焊；第13頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三2、等離子弧堆焊：利用等離子弧作為熱源的堆焊方法；分為：粉末等離子弧堆焊、熱絲等離子弧堆焊、冷絲等離子弧堆焊；弧型：非轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)移??；3、等離子弧噴涂：熱噴涂：以一定形式的熱源，將粉狀、絲狀和棒狀的噴涂材料加熱至熔化狀態(tài)或局部熔化狀態(tài)，同時用噴射氣流使其霧化，噴射在經(jīng)過預(yù)處理的表面上，形成噴涂層的一種方法；第14頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三噴涂層與基體之間以及噴涂層顆粒之間形成的是機械結(jié)合或微區(qū)冶金結(jié)合（注意不是熔合）。3.1等離子噴涂：以等離子弧作為熱源的，以Ar、N2或其它氣體為噴射氣體的熱噴涂；目的：在工件表面噴涂一層較?。?.5~4mm）的具有特殊性能的金屬或合金；弧型：非轉(zhuǎn)移??；預(yù)處理:(噴涂前2~3小時進行)去除氧化膜、油污及其它雜質(zhì)；形成粗糙的新鮮表面；對噴涂表面進行預(yù)熱（80~200℃）第15頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三第三節(jié)等離子弧切割1、原理：利用等離子弧的高溫，將金屬局部熔化，同時借助其強而集中的沖擊力將熔化的金屬快速吹除形成切口；2、特點：2.1優(yōu)點：2.1.1幾乎可以切割所有的金屬和合金。（如：碳鋼、鑄鐵、鎢、Mo以及高合金鋼及有色金屬等）第16頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三2.1.2切口平直、光滑、熱影響區(qū)窄；2.1.3切割速度快，生產(chǎn)效率高，成本低；2.1.4切割的厚度大，并可進行多層切割；2.2缺點：2.2.1切厚件時，切口上寬下窄；2.2.2有噪音及煙塵；第17頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三第十章電渣焊第一節(jié)概述1、電渣焊的基本原理：利用電流通過液態(tài)熔渣所產(chǎn)生的電阻熱進行焊接的一種熔化焊方法；如圖10-6所示；2、工藝過程：2.1焊前準備：裝配：間隙：20~40mm(30~50mm);引弧板、引出板；工件立放（焊縫垂直于地面）在焊縫的兩側(cè)加強制成形裝置—冷卻滑塊第18頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三第19頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三2、焊接：2.1電弧過程：首先在焊絲與引弧板之間產(chǎn)生電弧，電弧熱使電弧周圍的焊劑熔化，當(dāng)液態(tài)熔渣達到一定的深度時，則提高送絲速度，降低電弧電壓，使焊絲插入熔池，電弧熄滅，轉(zhuǎn)入下一過程；2.2電渣過程：當(dāng)電流經(jīng)過渣池流向工件時，靠渣池產(chǎn)生的電阻熱來熔化焊絲和工件，被熔化的金屬靠自重大于熔渣的密度而沉積在渣池的下部，形成熔池，隨著電極的不斷熔化與送進，熔池與渣池不斷的上升，則遠離熱源的熔池底部金屬冷卻凝固形成焊縫；第20頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三要求：此過程不能出現(xiàn)電??；冷卻滑塊：防止鐵水外流、強迫成形；2.3收尾：加引出板，焊后切除；3、應(yīng)用：材料：低碳鋼、低合金鋼、中合金鋼、高合金鋼、鑄鐵、有色金屬等；板厚：大于50mm，一次焊成；4、焊材：4.1焊劑：焊劑170、焊劑252、焊劑360；書P291表10-4;4.2焊絲：H08Mn2Si、H10Mn2、H08Mn2MoV；書P291表10-5；第21頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三5、特點：5.1熔池中的氣體、渣容易析出，所以不易產(chǎn)生氣孔、夾渣；5.2冶金反應(yīng)充分，焊縫的化學(xué)成份均勻；5.3可以減小焊縫的淬火傾向，防止冷裂紋，這對于中、高碳鋼特別有利；5.4熱影響區(qū)寬，晶粒粗大，形成魏氏組織，焊縫具有人字型結(jié)晶特點，形成交會角φ，交會角φ越大，則會有偏析、夾雜在焊縫中間產(chǎn)生，從而出現(xiàn)裂紋，為此應(yīng)增大成形系數(shù)(ψ＝B/H)，從而減小交會角φ；如圖10-5所示；第22頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三第23頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三5.5對熔池金屬的保護作用好；5.6可以一次焊成大厚件工件，不開坡口，并且厚度越大，優(yōu)越性越明顯；5.7成本低；5.8熔合比小，一般為10~20%，可以方便的通過焊絲調(diào)整焊縫成份；5.9不需預(yù)熱，但焊后需熱處理來提高韌性；（一般需正火或回火）；5.10渣池的熱容量大，對電流的短時間變化不敏感；6、分類：絲極電渣焊、板極電渣焊、熔嘴電渣焊、管極電渣焊第24頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三思考題：1