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等离子体电弧焊接

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过程特征

血浆焊接与TIG非常相似,因为在尖头的钨电极和工件之间形成了电弧。但是,通过将电极定位在火炬的体内,可以将等离子体弧与屏蔽气膜分开。然后,将血浆通过细孔喷嘴强迫,该喷嘴收缩了弧。可以通过直径和等离子气流速变化的三种操作模式来产生:

  • 微质量:0.1至15a。
    微质量弧可以在非常低的焊接电流下操作。即使弧长最高20mm,柱状弧也稳定。
  • 媒介电流:15至200a。
    从15到200a的较高电流下,等离子体弧的过程特性与TIG弧相似,但是由于血浆受到限制,因此弧僵硬。尽管可以增加血浆气体流量以改善焊接池的渗透率,但由于气体盾牌中的湍流过多,空气危险和屏蔽气体夹带的风险。
  • 钥匙孔等离子体:超过100a。
    通过增加焊接电流和等离子体气流,产生了非常强大的等离子体束,可以像激光或电子束焊接一样在材料中实现完全渗透。在焊接过程中,孔逐渐切开金属,熔融焊池在后面流动,形成表面张力力下的焊珠。此过程可用于单个通行证中焊接较厚的材料(最多10mm不锈钢)。

能量源

血浆弧通常使用直流,下垂的特性电源进行操作。由于其独特的操作功能来自特殊的火炬布置和单独的等离子体和屏蔽气流,因此可以将等离子控制控制台添加到常规的TIG电源。还可以使用专用的等离子体系统。血浆弧不容易用正弦波AC稳定。当工件距离有很长的电极并且血浆受到限制,此外,在正半周期期间电极过量加热时,弧重新点燃是困难的。

可以使用特殊用途的开关DC电源。通过不平衡波形以减少电极正极的持续时间,电极保持足够冷却以保持尖端并实现弧稳定性。

弧开始

尽管弧线是使用HF启动的,但首先是在电极和浆质喷嘴之间形成的。这种“飞行员”弧一直保持在火炬的体内,直到需要焊接,然后将其转移到工件上。试验弧系统可确保可靠的弧线启动,并且随着焊缝之间的飞行弧的保持,它消除了可能导致电干扰的HF的需求。

电极

用于等离子体过程的电极为Tungsten-2%Thoria,血浆喷嘴为铜。电极尖端直径不像TIG那样关键,应保持在30-60度左右。血浆喷嘴孔的直径很关键,对于电流水平而言,直径太小,等离子气体流量将导致过度的喷嘴侵蚀甚至熔化。谨慎使用最大的孔直径作为操作电流水平。

注意:直径太大,可能会给弧稳定性带来问题并保持钥匙孔。

等离子体和屏蔽气体

气体的正常组合是血浆气体的氩气,氩气加2至5%的氢用于屏蔽气体。氦气可用于血浆气体,但由于更热,因此可以降低喷嘴的当前额定值。氦的较低质量也可以使钥匙孔模式更加困难。

申请

微质量焊接

传统上,微质量用于焊接薄板(厚度为0.1毫米),以及电线和网状截面。针状刚性弧形可最大程度地徘徊和失真。尽管等效的TIG弧更加分散,但较新的(TIG)功率来源可以​​在低电流水平下产生非常稳定的弧。

中电流焊接

当在熔体模式下使用时,这是常规TIG的替代方法。优势是更深的穿透力(来自较高的血浆气体流动),并且对包括涂层在内的表面污染的耐受性更大(电极在火炬的体内)。主要缺点在于火炬的笨重,使手动焊接变得更加困难。在机械化的焊接中,必须更加注意维护火炬,以确保稳定的性能。

钥匙孔焊接

这具有可以利用的几个优点:深度渗透和高焊接速度。与TIG弧相比,它可以穿透板厚度最高到L0mm,但是在使用单个通行技术进行焊接时,将厚度限制为6mm是通常的。正常方法是使用填充剂的钥匙孔模式来确保光滑的焊珠轮廓(没有底切)。对于最大15mm的厚度,使用6mm的根部脸使用VEE接头制备。采用了两次通行技术,在这里,第一通道是自动源,第二次通过在融化模式下加入填充线。

由于必须仔细平衡焊接参数,等离子气流速和填充线(进入钥匙孔)必须保持钥匙孔和焊接池的稳定性,因此该技术仅适用于机械化焊接。尽管它可用于位置焊接,通常使用电流脉冲,但通常以较厚的板材材料(超过3毫米)的高速焊接在平坦的位置中施加。当管道焊接时,必须仔细控制电流和等离子气流的倾斜,以关闭钥匙孔而不留下孔。

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该职位知识文章最初发表在1995年4月的Connect中。它已更新,因此网页不再完全反映印刷版本。

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