1 何謂等離子??？

等離子弧是利用等離子槍將陰極（如鎢極）和陽極之間的自由電弧壓縮成高溫、高電離度及高能量密度的電弧,。等離子槍的作用有些像消防水管前端的噴頭,，如沒有這個(gè)噴頭，噴出的水流速低,，揚(yáng)程小,，加上噴頭便極大地增大水的流速與揚(yáng)程。等離子弧可用于焊接,、噴涂,、堆焊和切割。

2 等離子弧是如何產(chǎn)生的,？

鎢極氬弧焊所使用的電弧為自由電弧,，利用等離子槍將自由電弧進(jìn)一步壓縮便形成等離子弧。焊槍的組成部分及術(shù)語如圖1所示,。圖1中壓縮噴嘴是等離子弧焊槍的關(guān)鍵部件,，一般需要水冷。噴嘴內(nèi)通的氣體為離子氣,。一旦電弧引燃,，中性的離子氣便被電離。電離了的離子氣從噴嘴孔徑流出時(shí)受到噴嘴孔徑的限制,，使弧柱截面變小,，電流密度增加。如電流不變,，弧柱電場(chǎng)強(qiáng)度及電弧壓降都隨電流密度增加而增加,，所以等離子弧的電弧功率及溫度明顯高于自由電弧。在如圖2所示的對(duì)比中,，等離子弧的電弧溫度比自由電弧高30%,，電弧功率高100%,。

3 有幾種類型的等離子弧,？

等離子弧按電源的供電方式有3種類型,，分別是非轉(zhuǎn)移型弧、轉(zhuǎn)移型弧及聯(lián)合型弧,，這3種電弧見圖3a，b,，c,。其中非轉(zhuǎn)移型弧和轉(zhuǎn)移型弧是基本的等離子弧形式。

非轉(zhuǎn)移型弧建立在電極與噴嘴之間,，離子氣強(qiáng)迫等離子弧從噴嘴孔徑噴出,，也稱等離子焰。非轉(zhuǎn)移型弧用于非金屬材料的焊接與切割,，也用于等離子噴涂,。

轉(zhuǎn)移型弧建立在電極與工件之間。一般要先引燃非轉(zhuǎn)移弧,，然后再將電弧轉(zhuǎn)移到電極與工件之間,，這時(shí)工作成為另一個(gè)電極，所以轉(zhuǎn)移型弧能把較多的熱量傳遞給工件,。金屬材料的焊接與切割一般多采用轉(zhuǎn)移型弧,。

非轉(zhuǎn)移型弧與轉(zhuǎn)移型弧同時(shí)存在的等離子弧稱聯(lián)合型弧。聯(lián)合型弧需用兩個(gè)獨(dú)立電源供電,，主要用于30A以下的微束等離子弧焊接,。

4 有幾種等離子弧焊接方法？

按焊縫成形原理,，等離子弧有兩種基本焊接方法：穿透型等離子弧焊及熔透型等離子弧焊,，其中30A以下的熔透型等離子弧焊又可稱為微束等離子弧焊，穿透型等離子弧焊也稱小孔型等離子弧焊,。進(jìn)行穿透型等離子弧焊時(shí)電弧在熔池前將工件穿透形成一個(gè)小孔,，隨著熱源移動(dòng)在小孔后形成焊道，主要用于厚度1.6～9mm工件的單道焊接,。熔透法焊接成形原理與氬弧焊類似,，主要用于薄板焊接及厚板多層焊。

5 何謂穿透型焊接,，其應(yīng)用特點(diǎn)是什么,？

利用小孔效應(yīng)實(shí)現(xiàn)等離子弧焊的方法稱穿透型等離子焊接，亦稱小孔焊接法,。其原理是：焊接時(shí)適當(dāng)?shù)嘏浜想娏?、離子氣流及焊接速度3個(gè)工藝參數(shù),，等離子弧將會(huì)穿透整個(gè)工件厚度，形成一個(gè)貫穿工件的小孔,，焊槍前進(jìn)時(shí),，在小孔后邊并逐漸凝固成焊縫，如圖4所示,。穿透型等離子弧焊的主要優(yōu)點(diǎn)在于可以單道焊接厚板,，板厚范圍：1.6～9mm。穿透型等離子弧焊一般僅限于平焊,，然而,，對(duì)于某種類型的材料，采取必要的工藝措施,，用穿透型等離子弧焊可以實(shí)現(xiàn)全位置焊接,。

6 穿透型等離子弧焊接的主要優(yōu)缺點(diǎn)是什么？

優(yōu)點(diǎn)是：

1）氣孔少,。

2）由于穿透型等離子弧焊產(chǎn)生較為對(duì)稱的焊縫,，焊接橫向變形小。

3）由于電弧穿透能力強(qiáng),，對(duì)厚板可實(shí)現(xiàn)單道焊接,。

4）不開坡口實(shí)現(xiàn)對(duì)接焊，焊前對(duì)工件坡口加工量減少,。

缺點(diǎn)是：

1）焊接可變參數(shù)多,，參數(shù)區(qū)間窄。

2）厚板焊接是運(yùn)載操作者的技術(shù)水平要求較高,，并且穿透型等離子弧焊僅限于自動(dòng)焊接,。

3）焊槍對(duì)焊接質(zhì)量影響大，噴嘴壽命短,。

4）除鋁合金外,，大多數(shù)穿透型等離子弧焊仍限于平焊位置。

7 何謂熔透型焊接,，其應(yīng)用特點(diǎn)是什么,？

焊接過程中，只熔透工件,，但不產(chǎn)生小孔效應(yīng)的等離子弧焊方法,，又稱熔透型焊接。熔透法要比穿透型等離子弧焊容易掌握,，當(dāng)離子氣流量較小,，弧柱壓縮較弱時(shí)，等離子弧的穿透能力下降，弧柱只能熔化工件而不能產(chǎn)生小孔效應(yīng),，焊縫盛開過程與氬弧焊類似,，但焊接質(zhì)量及焊接速度要優(yōu)于氬弧焊。熔透法主要用于薄板焊接及厚板多層焊,。

8 進(jìn)行等離子弧焊接時(shí)需要配備哪些設(shè)備,？

按操作方式，等離子弧焊接工藝可分為手工操作及自動(dòng)操作兩類,。進(jìn)行手工操作時(shí)需配備等離子弧焊機(jī),、供氣裝置及冷卻循環(huán)水裝置。等離子弧焊機(jī)包括電源及焊槍,。等離子弧焊機(jī)是以電流劃分等級(jí)的,，如20A、63A,、200A等，用戶可根據(jù)需要從市場(chǎng)購(gòu)買,。供氣裝置需為等離子弧焊槍提供離子氣及保護(hù)氣,，在大多數(shù)焊接情況下，離子氣與保護(hù)氣的成分及流量不同,，所以供氣裝置需有兩套獨(dú)立的供氣系統(tǒng),，分別提供離子氣及保護(hù)氣。現(xiàn)多采用瓶裝的高壓氣體作為供氣氣源,。高壓氣源出口接減壓流量計(jì),，將減壓后的氣體經(jīng)氣管輸送到焊槍，調(diào)節(jié)流量計(jì)的旋鈕可控制氣流量的大小,。減壓流量計(jì)采用醫(yī)用氧氣減壓流量計(jì)即可,。冷卻循環(huán)水裝置為焊槍提供冷卻水，由水泵及蓄水箱組成,，為防止焊槍被水垢堵塞,，最好采用去離子水（蒸餾水）。有的焊機(jī)自備冷卻水裝置,，無須用戶另行配備,。手工操作設(shè)備輸出電流范圍是0.1～225A。由于大電流焊接時(shí)弧光很強(qiáng),，焊槍也很燙,，所以大電流焊接時(shí)需使用自動(dòng)操作設(shè)備，自動(dòng)操作設(shè)備的許用電流可高達(dá)500A,。自動(dòng)操作與手工操作的區(qū)別在于焊槍不是人工操作而是將其固定在焊槍支架或者行走小車之上,。如焊縫有填絲要求，自動(dòng)操作設(shè)備還應(yīng)增加送絲機(jī)。圖5是手工操作等離子弧焊接用的典型設(shè)備,，其焊槍也可以固定在焊槍支架或者行走小車之上進(jìn)行自動(dòng)操作,。

9 大電流等離子弧焊設(shè)備與微束等離子弧焊設(shè)備有何區(qū)別？

按照焊接電流大小,，等離子弧焊設(shè)備又可分為大電流等離子弧焊設(shè)備和微束等離子弧焊設(shè)備,。大電流等離子弧焊設(shè)備常采用轉(zhuǎn)移弧，設(shè)備中只有一套電源供電,，而微束等離子弧焊設(shè)備常采用聯(lián)合弧,，需兩套電源供電。圖6及圖7分別為大電流等離子及微束等離子弧焊接系統(tǒng)示意圖,。


10 如何挑選等離子弧焊接設(shè)備,？

挑選等離子弧焊接設(shè)備應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：

被焊材料的性質(zhì)。如被焊材料不是鋁,、鎂及其合金,，應(yīng)選擇直流等離子弧焊機(jī)。直流等離子弧焊機(jī)是指焊機(jī)的電源是直流的,，焊接時(shí)電流的正極接工件,，負(fù)極接焊槍中的鎢電極，這種接法稱直流正極性接法,，是焊接工藝中應(yīng)用最多的一種接線方法,。

如果被焊材料是鋁、鎂及其合金,，最好選用交流等離子弧焊機(jī),，交流等離子弧焊機(jī)的輸出電流時(shí)交變的。當(dāng)輸出電流的正極與鎢極相連,，負(fù)極與工件相連時(shí),，此時(shí)的極性稱為反極性。反極性電流能夠有效地清除鋁,、鎂及其合金表面的氧化膜,，只是焊縫熔深較淺。當(dāng)輸出電流轉(zhuǎn)為正極性時(shí),，熔縫熔深增大,。所以，使用交流等離子弧焊接鋁,、鎂及其合金的目的是：利用正極性電流獲得大熔深,，利用反極性電流清除工件表面氧化膜。如使用直流等離子弧焊機(jī)采用直流反極性電流焊接鋁,、鎂及其合金也是可以的,，只是焊接時(shí)鎢極燒損嚴(yán)重,，焊縫成形差（熔深淺，熔寬大）,，所以只限于焊接薄板,，電流不超過70A。

11 如何正確使用等離子弧焊接設(shè)備,？

在購(gòu)進(jìn)等離子弧焊機(jī)時(shí),，應(yīng)先仔細(xì)閱讀廠商提供的使用說明書，按說明書的要求正確地連接電路,、氣路及水路,。

電路包括焊機(jī)與電網(wǎng)的連線及焊機(jī)與焊槍的連線。在與電網(wǎng)連接時(shí),，應(yīng)注意焊機(jī)的輸入電壓是380V還是220V,，接錯(cuò)電網(wǎng)電壓很容易燒毀焊機(jī)。使用大電流等離子弧焊機(jī)時(shí),，焊槍上的導(dǎo)線一端與鎢極連接,，另一端與焊機(jī)連接，如果是直流焊機(jī),，采用直流正極性工藝時(shí)應(yīng)與焊機(jī)的負(fù)極連接,。使用直流微束等離子弧焊機(jī)時(shí)，焊槍上有兩根導(dǎo)線,，其中一根導(dǎo)線與焊槍噴嘴連接，該導(dǎo)線的另一端與焊機(jī)維弧電源連接,；而另一根導(dǎo)線的連接方式與大電流等離子弧焊機(jī)相同,。

等離子弧焊接需要兩路氣，離子氣及保護(hù)氣,，氣路要將這兩路氣的氣源與焊槍接通,。由于焊機(jī)中有電磁閥控制氣路的通斷，所以在高壓氣瓶的減壓閥與焊機(jī)的進(jìn)氣口之間以及焊機(jī)的出氣口與焊槍之間要分別接通輸氣管,。

焊槍需要循環(huán)水冷卻,，水路連通水源與焊槍，焊槍上有兩根水管,，分別接循環(huán)水的進(jìn)水和出水,。焊槍在不通冷卻水的條件下容易被燒毀，所以有的焊機(jī)中有水流量控制開關(guān),，當(dāng)水流量不足時(shí)禁止通電,。

等離子弧焊槍是焊機(jī)的一個(gè)重要組成部分。焊槍上鎢極與噴嘴是易損部件,，需要定期檢查,，及時(shí)更換。由于噴嘴的幾何尺寸與形狀與焊接工藝有較大關(guān)系，而等離子弧焊機(jī)的制造廠商能夠提供的噴嘴種類及數(shù)量有限,，所以等離子弧焊機(jī)的使用者最好能熟悉焊槍的原理及結(jié)構(gòu),，能加工等離子弧焊槍的噴嘴或等離子弧焊槍。

由于等離子弧電源空載電壓高,，使用等離子弧焊機(jī)時(shí)應(yīng)注意防止觸電,，特別是在更換鎢極或噴嘴時(shí)，應(yīng)切斷電源,。

12 對(duì)等離子弧焊槍結(jié)構(gòu)有何要求,？

等離子弧焊槍在結(jié)構(gòu)上應(yīng)達(dá)到：

——能固定鎢極與噴嘴之間的相對(duì)位置，并要求鎢極與噴嘴孔徑同心,。

——能夠水冷鎢極及噴嘴,，20A以下焊槍可以不水冷鎢極，但必須冷卻噴嘴,。

——噴嘴要與鎢極絕緣,，以便在鎢極與噴嘴間產(chǎn)生非轉(zhuǎn)移弧。

——采用兩路獨(dú)立的氣路分別導(dǎo)入離子氣與保護(hù)氣,。

——等離子弧焊槍按其操作方式分為手工焊槍及自動(dòng)焊槍,。手工焊槍結(jié)構(gòu)見圖8。

13 如何設(shè)計(jì)等離子弧焊槍上的噴嘴,？

壓縮噴嘴是等離子弧焊槍中產(chǎn)生等離子弧的關(guān)鍵零件,，它對(duì)電弧直接起機(jī)械壓縮作用，而電弧形態(tài)影響焊縫質(zhì)量及焊接效率,，不同的焊接工藝對(duì)噴嘴形狀及尺寸也不盡相同,，所以要求工藝人員能夠挑選或設(shè)計(jì)焊槍噴嘴。

圖1中,，噴嘴孔徑dn及孔道長(zhǎng)度lo是壓縮噴嘴的兩個(gè)重要尺寸,。孔徑?jīng)Q定等離子弧直徑和能量密度,，應(yīng)根據(jù)電流和離子氣流量來決定,。對(duì)于給定的電流和離子氣流量，增加dn則降低噴嘴對(duì)電弧的壓縮作用,，弧壓也隨之降低,，而減少dn易出現(xiàn)雙弧，破壞等離子弧的穩(wěn)定性,。表1列出常用等離子弧電流與噴嘴孔徑之間的關(guān)系,。

孔徑確定后，孔道長(zhǎng)lo增大則對(duì)等離子弧的壓縮作用增大,，同時(shí)也易出現(xiàn)雙弧,，常以lo/dn表示噴嘴孔道的壓縮特征,，稱孔道比?？椎辣鹊耐扑]值見表2,。

等離子弧焊常用的壓縮噴嘴類型如圖9所示,圖9a、b中的噴嘴,，其壓縮孔道為圓柱形,，應(yīng)用最廣。如圖9c,、d,、e中的噴嘴，其壓縮孔道為收斂擴(kuò)散型,，減弱了對(duì)等離子弧的壓縮作用,，但這種噴嘴可以采用更大的焊接電流而不產(chǎn)生（或很少產(chǎn)生）雙弧，所以收斂擴(kuò)散型噴嘴適用于大電流,、厚板焊接,。

圖9b、d,、e均有大小孔三個(gè),，屬三孔型噴嘴，三孔型噴嘴除了中心孔外,，其在左右各有一個(gè)對(duì)稱的小孔,。采用三孔道噴嘴焊接時(shí)，電弧及部分離子氣經(jīng)較大的中心孔流出,，而其他離子氣則通過兩旁較小的孔道,。從這兩個(gè)小孔流出的離子氣可將等離子弧產(chǎn)生的圓形熱場(chǎng)變成橢圓形。當(dāng)三個(gè)孔中心的連線與焊道垂直時(shí),，橢圓形熱場(chǎng)平行于焊接方向，這將有助于提高焊速及降低焊縫寬度,。

壓縮角α對(duì)等離子弧壓縮作用不大,，一般取60°。

最通用的噴嘴材料是純銅,。正常焊接時(shí),，噴嘴內(nèi)部電弧弧柱被一層冷氣膜包圍，如噴嘴冷卻效果不好,，冷氣膜便容易被擊穿形成雙弧,，破壞正常的焊接過程。大電流噴嘴必須采用直接水冷,，為提高冷卻效果,，噴嘴壁厚一般不大于2～2.5mm。

14 如何挑選鎢極,？

等離子弧焊槍所采用的電極材料與鎢極氬弧焊相同,，目前國(guó)內(nèi)主要采用釷鎢和鈰鎢電極。使用鎢極時(shí)應(yīng)正確選擇鎢極直徑,，表3列出了釷鎢電極的正極性（鎢極接電源負(fù)極）許用電流,，也可供鈰鎢電極參考。由于等離子弧焊槍對(duì)鎢極的冷卻效果優(yōu)于氬弧焊槍,，所以鎢極燒損程度較氬弧焊輕,。

為了便于引弧和提高電弧穩(wěn)定性,電極前端都要磨成20°至60°的夾角，如圖5-10a,、b,、c所示。在直流大電流工藝中,，為保持電極端部形狀及降低鎢極燒損程度,，電極端部要磨成錐球形或球形，如圖10d,、e,、f所示。在交流焊接工藝中,，常將鎢極磨成尖錐狀后,，再用電弧燒成一個(gè)圓球,，如圖10f所示,。由于直流反極性會(huì)嚴(yán)重?zé)龘p鎢極,，必須降低鎢電極的許用電流。

15 進(jìn)行等離子弧焊接時(shí)應(yīng)注意調(diào)節(jié)哪些工藝參數(shù),。

工藝參數(shù)包括焊接電流、電弧電場(chǎng)強(qiáng)度,、焊接速度,、保護(hù)氣成分及流量以及離子氣成分及流量,。

焊接電流是通過焊機(jī)上的電流調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié),，電流的大小主要根據(jù)被焊材料的板厚確定。

電弧電場(chǎng)強(qiáng)度與壓縮噴嘴孔道比,、離子氣成分及流量,、保護(hù)氣成分及流量有關(guān),。壓縮噴嘴以及氣體成分及流量確定之后，電弧電場(chǎng)強(qiáng)度也隨之確定,，電弧電場(chǎng)強(qiáng)度通過測(cè)量電弧電壓間接測(cè)量,。電弧長(zhǎng)度確定之后，電場(chǎng)強(qiáng)度與電弧電壓成正比,。電弧電場(chǎng)強(qiáng)度主要根據(jù)被焊材料的板厚及材質(zhì)確定,。被焊材料熔點(diǎn)越高，厚度越大,，應(yīng)選擇較高的電弧電場(chǎng)強(qiáng)度。應(yīng)注意高的電弧電場(chǎng)強(qiáng)度容易引起雙弧,，破壞等離子電弧的穩(wěn)定性,。焊接用等離子電弧電壓一般為18～30V。

焊接速度與焊接效率,、電弧穩(wěn)定性及焊縫成形穩(wěn)定性有關(guān),，高的焊接速度容易引起雙弧。

保護(hù)氣及離子氣氣體成分及流量根據(jù)被焊材料及焊接工藝選擇,。進(jìn)行小孔焊時(shí),，合理的離子氣氣體成分及流量是穩(wěn)定形成小孔的重要條件。

16 如何選擇等離子弧焊接用的氣體,？

等離子弧焊接需要兩層氣體,，即從噴嘴流出的離子氣及從保護(hù)氣罩流出的保護(hù)氣。有時(shí)為了增強(qiáng)保護(hù),，還需使用保護(hù)拖罩及通氣的背面墊板擴(kuò)大保護(hù)氣的保護(hù)范圍,。等離子弧焊接用的氣體種類取決于被焊金屬。

離子氣對(duì)鎢極應(yīng)該是惰性的,，以免鎢極燒損過快,。小電流焊接時(shí)，離子氣一律作用純氬,，大電流焊接時(shí)根據(jù)被焊材料的性質(zhì)可選用純氬,、純氦、氬氫混合氣,、氬氦混合氣及氬二氧化碳混合氣。

保護(hù)氣對(duì)母材一般應(yīng)是惰性的,，但如活性氣體不影響焊縫性能,，允許在保護(hù)氣中添加活性氣體。大電流焊接時(shí),，保護(hù)氣成分與離子氣相同,；小電流焊接時(shí),，可選用的氣體有純氬、純氦,、氬氫混合氣及氬氦混合氣,。

17 何謂雙弧，如何防止雙??？

等離子弧正常工作時(shí)，電弧應(yīng)從鎢極經(jīng)噴嘴孔道到達(dá)工件,。雙弧是指鎢極與噴嘴之間有一個(gè)電弧,，噴嘴與工件有一個(gè)電弧，鎢極到工件間的電流通道有兩個(gè)相串聯(lián)的電弧,，見圖11,。出現(xiàn)雙弧時(shí)，會(huì)造成工藝缺陷,，嚴(yán)重時(shí)燒毀噴嘴,，需要避免。防止雙弧的方法主要有：降低噴嘴孔道比,；增強(qiáng)噴嘴冷卻,；降低電流，改變離子氣成分,，如降低氬氫混合氣中氫氣的比例,；改變保護(hù)氣成分，如將純氬保護(hù)氣改成氬氫混合氣或氬氦混合氣或純氦,；適當(dāng)加大離子氣等,。

18 進(jìn)行穿透型等離子弧焊接時(shí)，應(yīng)注意哪些問題,？

穿透型等離子弧焊只能采用自動(dòng)焊,，需要精確地控制起弧與收弧、離子氣流量,、焊接電流,、焊接速度等工藝參數(shù)。

板厚小于3mm時(shí),，可以直接在焊件上起弧及收弧,。板厚大于3mm時(shí)，對(duì)于縱縫,，可以采用起弧板及收弧板,，將小孔起始區(qū)及收尾區(qū)排除在焊縫之外。環(huán)縫焊接時(shí),，須采用電流及離子氣量遞增的方式形成合適的小孔形成區(qū),，而采用電流及離子氣量遞減的方式獲得小孔收尾區(qū),。

合理地搭配離子氣流量、焊接電流以及焊接速度等工藝參數(shù),。為了形成小孔,，必須有足夠的離子氣流量，但離子氣流量過大會(huì)降低小孔周圍液態(tài)金屬的溫度,，使小孔無法閉鎖成焊縫,，所以離子氣流量應(yīng)與焊接電流及焊接速度適當(dāng)?shù)嘏浜稀Ｅc其他焊接方法一樣,，焊接電流是根據(jù)板厚及焊接速度來確定的,，但穿透法選擇電流參數(shù)區(qū)間要窄得多。離子氣流量與噴嘴確定之后,，電流過小不能形成小孔,，過大會(huì)使熔池金屬墜落。在確定新的焊接工藝時(shí),，一般根據(jù)相關(guān)的焊接手冊(cè)確定焊接參數(shù)初始值,，再根據(jù)焊接現(xiàn)象對(duì)參數(shù)加以調(diào)整。

焊接夾具由壓板和墊板組成,。采用穿透法焊接時(shí),，焊縫背面熔池是由液態(tài)金屬的表面張力支撐的，熔化的鐵液不與墊板凹槽相接觸,。穿透法用的墊板通常寬13mm,，如圖12所示。穿透法是單面焊雙面成形的焊接方法,，如在凹槽通保護(hù)氣,，則有利于提高背面焊縫的成形質(zhì)量。

19 在何種焊接條件下,，應(yīng)優(yōu)先選用等離子弧焊接工藝,？

等離子弧焊接工藝是在氬弧焊工藝的基本上發(fā)展起來的，凡是用氬弧焊能夠?qū)崿F(xiàn)的焊接工藝,，用等離子弧焊都可以完成,。但是等離子弧焊接設(shè)備較貴，工藝過程（特別是穿透法等離子弧焊工藝）復(fù)雜,，所以要根據(jù)具體的焊接條件決定是否選用等離子弧焊,。

與氬弧焊一樣，等離子弧焊也可分為手工操作及自動(dòng)操作,，小孔法只能采用自動(dòng)操作,，而熔透法可以采用手工操作及自動(dòng)操作兩種方式。

手工熔透法等離子弧焊接的最佳電流范圍是0.1～50A，當(dāng)電流超過50A時(shí),，使用手工氬弧焊更為經(jīng)濟(jì)。微束等離子弧焊機(jī)使用聯(lián)合弧,，如一段時(shí)間內(nèi)需焊接多段焊縫或多個(gè)焊點(diǎn),，在完成一段焊縫或一個(gè)焊點(diǎn)時(shí)，可以只熄滅主弧,，保存維弧,。這樣，在下一次焊接時(shí),，便可以方便地引燃主弧,，而不像氬弧焊那樣反復(fù)地使用高頻引弧。而且,，等離子弧長(zhǎng)偏差±1mm,，對(duì)焊接質(zhì)量無影響，所以手工等離子弧焊特別適合需要反復(fù)引燃主弧而又無法精確控制弧長(zhǎng)的焊接工藝,，如焊接絲網(wǎng),。

熔透法自動(dòng)焊接應(yīng)用廣泛，特別是用微束等離子弧焊接小型精密元件如醫(yī)療設(shè)備元件,，光學(xué)儀器元件,，精密儀器元件，膜盒或波紋管等,。而氬弧焊只適合焊接板厚0.2mm以上的工件,，在使用氬弧焊焊接環(huán)縫超薄件時(shí)，引弧與收弧技術(shù)比等離子工藝復(fù)雜得多,。

用等離子弧焊代替氬弧焊進(jìn)行厚板焊接時(shí),，可以提高焊接速度或減少焊接道數(shù)。用穿透型等離子弧焊接工藝可以一次焊透1.6～8mm的工件,，而氬弧焊電弧穿透力小,，厚度超過3mm就要采用多道焊。

等離子弧溫度高,，能量集中,，在焊高熔點(diǎn)材料，如焊耐熱合金時(shí),，鐵液流動(dòng)性好,，焊縫成形美觀。而使用氬弧焊時(shí),，鐵液發(fā)粘,，焊接速度慢，焊縫表面不如等離子弧焊縫光亮。

等離子弧焊具有電弧剛性大,，穿透力強(qiáng),，熱量集中，電弧溫度高等特點(diǎn),。所以等離子弧焊是最容易實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成形的弧焊方法,。熔透法與氬弧焊相比，焊縫深寬比大,，熱影響區(qū)窄,，焊縫兩側(cè)的金屬更容易托住熔池，有利于形成背面焊縫,。穿透型等離子弧焊本身就是單面焊背面成形的焊接方法,。

20 用等離子弧進(jìn)行環(huán)縫焊接時(shí)，應(yīng)注意哪些問題,？

環(huán)縫分為全位置焊接工藝及轉(zhuǎn)動(dòng)口（焊槍固定不動(dòng),，工件旋轉(zhuǎn)，相當(dāng)于平焊）工藝,。進(jìn)行全位置焊接時(shí),，最好采用熔透法；而在轉(zhuǎn)動(dòng)口工藝中,，既可以采用穿透法,，也可以采用熔透法。

在環(huán)縫焊接過程中,，應(yīng)控制好引弧及收弧技術(shù),，所用的焊接電源應(yīng)具有電流遞增及電流衰減功能。在用小孔法進(jìn)行焊接時(shí),，需采用焊接電流,、離子氣流量遞增控制起弧，即引弧時(shí)逐漸增加電流及離子氣流量,，平緩地在工件上挖掘小孔,。在收弧過程中，如采用熔透法,，環(huán)縫首尾應(yīng)相搭一段后再衰減電流熄滅電弧,。如采用穿透法，收弧時(shí)逐漸減小電流及離子氣流量來閉合小孔,。

21 用微束等離子弧焊接超薄件時(shí),，應(yīng)注意哪些問題？

微束等離子弧焊的電流范圍從0.1～30A,。由于微束等離子弧采用聯(lián)合弧,，電弧燃燒很穩(wěn)定,。但僅有好的焊機(jī)還是不夠的，還應(yīng)采取合理的接頭形式及夾具才能獲得優(yōu)質(zhì)的焊接接頭,。

焊接厚度在0.05～1.0mm之間,，常用的接頭形式如圖13所示。厚度小于0.25mm的工件,，建議使用端接接頭,，如圖5-13b、c,、d所示。端接接頭是焊金屬箔片較方便的接頭形式,。

焊接壁厚為0.1～0.2mm的金屬箔片時(shí),，焊口附近微小的熱量波動(dòng)都可能使熔化焊道分離，以致無法得到連續(xù)的焊縫,。因此要求夾具在整個(gè)焊接過程中與工件緊密接觸,，利用夾具對(duì)焊件的良好的散熱作用穩(wěn)定焊縫成形以及降低焊接變形。如普通夾具緊箔件效果不好,，可考慮使用氣動(dòng)琴鍵夾具或彈簧琴鍵夾具,。

另外，焊接超薄件時(shí)對(duì)雙弧極為敏感,，雙弧出現(xiàn)的次數(shù)與焊接缺陷有明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系,。焊超薄件時(shí)較為簡(jiǎn)單有效的防止雙弧的方法是降低焊接速度。

22 用等離子弧能夠焊接哪些金屬材料,？

凡氬弧焊能焊的材料均可用等離子弧焊接,，如碳鋼、耐熱鋼,、蒙乃爾合金,、可伐合金、鈦合金,、銅合金,、鋁合金以及鎂合金等。

除鋁,、鎂及其合金外,，其余材料均采用直流正極性接法焊接；鋁,、鎂及其合金采用交流或直流反極性接法焊接,。用直流正極性等離子弧焊可焊材料厚度范圍一般為0.3～6.4mm。交流變極性等離子弧單道可焊鋁合金厚度達(dá)12mm(穿透法),。

等離子弧焊接的冶金過程與氬弧焊相同,，只是由于等離子弧有較小的電弧直徑,，焊接時(shí)母材熔化量少，所以焊縫深寬比大,，熱影響區(qū)窄,。焊接時(shí)對(duì)每一種母材的預(yù)熱、后熱以及氣體保護(hù)等工藝要求與氬弧焊相同,。

23 能夠焊接鋁,、鎂及其合金的等離子弧焊接設(shè)備有何特點(diǎn)？

由于鋁,、鎂及其合金表面有堅(jiān)硬,、高熔點(diǎn)的氧化膜，在焊接過程中必須將這層氧化膜清除才能實(shí)現(xiàn)工件之間的焊合,。當(dāng)焊接電流的正極是鎢極,，負(fù)極是工件時(shí)，工件表面的氧化膜可以被有效地清除,，這種利用工件為電流負(fù)極清除氧化膜的方式稱做“陰極清理”或“陰極霧化”,。工件接電源負(fù)極的連接方式稱直流反極性接法。用直流電源,，采用直流反極性接法雖然可以有效的清除氧化膜,，但鎢極燒損嚴(yán)重，焊縫深寬比小,，所以直流反極性接法僅限于焊薄件,，電流不大于70A。現(xiàn)在焊接鋁,、鎂及其合金大多采用交流方波電源,，這種交流電源輸出的正半周電流持續(xù)時(shí)間及負(fù)半周電流持續(xù)時(shí)間是可以調(diào)整的，利用正極性電流獲得大的熔深,，用反極性電流清除氧化膜,。還有一種專為穿透法設(shè)計(jì)的變極性交流方波電源，這種交流電源輸出的正極性電流及反極性電流的幅值也是可以調(diào)節(jié)的,。

24 等離子弧焊接時(shí)有哪些常見的焊接缺陷,？

等離子弧焊常見的焊接缺陷有咬邊及氣孔。咬邊是指由于焊接參數(shù)選擇不當(dāng)或操作方式不正確,，沿著焊縫表面與母材交界處的母材部位產(chǎn)生的溝槽或凹陷,。氣孔是焊接時(shí)熔池中的氣體在金屬凝固之前未能來得及逸出，而在焊縫金屬中（內(nèi)部或表面）殘留下來所形成的孔穴,。

出現(xiàn)咬邊的主要原因有：

1）電流過大,。焊接時(shí)采用大電流是為了提高焊接速度，但焊接速度的上限應(yīng)以不出現(xiàn)咬邊為基準(zhǔn),。

2）焊槍噴嘴軸線與焊縫的對(duì)中性不好,，即焊槍向焊縫一側(cè)傾斜,。等離子弧柱細(xì)，電弧剛度大,，焊縫成形對(duì)弧長(zhǎng)不敏感,，但對(duì)電弧對(duì)中性敏感，所以要求焊槍能夠更嚴(yán)格地對(duì)準(zhǔn)焊縫,。

3）裝配錯(cuò)邊,。坡口兩側(cè)邊緣高低不平，則高位置一側(cè)出現(xiàn)咬邊,。

出現(xiàn)氣孔的主要原因有：

1）焊接速度過快,。

2）焊前工件或填充絲表面沒有清理干凈。焊鋁合金時(shí),，焊前應(yīng)嚴(yán)格清洗工件及填充絲,，否則很容易再現(xiàn)氣孔。

3）使用的氣體成分不合適,。氬氫混合氣體是焊接奧氏體不銹鋼或耐熱合金的常用氣體，但氫含量過多會(huì)產(chǎn)生氣孔,。熔透法焊接時(shí),，φ（H2）≤7%。而穿透型等離子弧焊時(shí),，一般應(yīng)控制φ（H2）在10%以下,。


25 直流等離子弧焊電源有何特點(diǎn)？

等離子弧供電的電源應(yīng)具有陡降或垂降特性,，電源的空載電壓應(yīng)是等離子弧壓的2.5倍以上,，這種要求是為了穩(wěn)定電弧。按電流等級(jí)等離子弧焊電源可分為微束等離子弧焊電源和大電流等離子電源,。

微束等離子電源采用聯(lián)合弧,，需要兩套電源。主弧電源空載電壓一般為60V以上,，輸出電流為0.1～30A,。維弧電源的空載電壓超過100V，電流為2～5A,。

大電流等離子電源采用轉(zhuǎn)移弧,，轉(zhuǎn)移弧是指焊接時(shí)將電極及噴嘴之間的電弧轉(zhuǎn)移到工件上去，一般只需一套電源,。大電流等離子電源輸出電流可達(dá)500A,。由于大電流等離子弧壓高，電源空載電壓超過80V,。

電源最好具有電流遞增或電流遞減功能,，以滿足引弧及收弧的要求,，這種功能對(duì)焊接環(huán)縫特別重要。

26 等離子弧焊接工藝也可以使用脈沖電流嗎,？

可以使用脈沖電流,，脈沖頻率一般為0.1～10Hz。等離子脈沖電源與氬弧焊脈沖電源相似,，電源輸出電流波形如圖14所示,，輸出電流在脈沖電流和基值電流之間轉(zhuǎn)換。使用脈沖等離子弧焊的目的是控制熔池,，通常是一個(gè)脈沖形成一個(gè)熔池,。與氬弧焊相似，脈沖電流期間,，母材熔化,，基值電流期間，熔池金屬凝固成焊縫,。脈沖焊接法可以降低焊縫熱輸入,，控制焊縫成形，減少熱影響區(qū)寬度及焊接變形,。脈沖焊適合焊薄件,、熱敏感性高的材料以及全位置焊。脈沖焊的缺點(diǎn)是焊接速度低,。

27 穿透型等離子弧焊接鋁,、鎂及其合金最好使用何種電源？

最好使用變極性交流方波電源,。這種電源輸出的是正,、反極性電源幅值及正、反極性電流持續(xù)時(shí)間均可調(diào)節(jié)的交流矩形波電流,。

在鋁,、鎂及其合金的穿透型等離子弧焊工藝中，焊前處理包括表面除油及清除氧化膜,，一般可采用弱堿溶液清除表面油垢而用機(jī)械法清除氧化膜,。但如使用變極性電源，由于反極性半周的電流具有較強(qiáng)的清理氧化膜的功能,，焊接大多數(shù)種類的鋁,、鎂合金時(shí)，無需用機(jī)械法清除氧化膜,，簡(jiǎn)化了焊前處理工藝,。

28 等離子弧焊設(shè)備可以當(dāng)作氬弧焊設(shè)備使用嗎？

可以,。用等離子弧設(shè)備實(shí)施氬弧焊工藝時(shí),，只需將焊槍噴嘴孔徑開得大于鎢極直徑,，讓鎢極尖端伸出噴嘴之外。當(dāng)電弧引燃后,，便不再受噴嘴的壓縮,，成為自由電弧，就與氬弧焊的電弧相同了,。應(yīng)該指出,，用等離子設(shè)備實(shí)施氬弧焊工藝是不經(jīng)濟(jì)的，因?yàn)榈入x子設(shè)備價(jià)格貴,，電源空載電壓高,，所以不但設(shè)備投資大，而且運(yùn)行費(fèi)用也高,。

29 為什么焊接可伐合金時(shí)會(huì)出現(xiàn)氣孔,？

可伐合金是鎳銅合金，對(duì)氫氣孔敏感,，所以保護(hù)氣及離子氣都不能添加氫氣,。可伐合金常用來做傳感器的膜片,，焊接時(shí)需采用微束等離子工藝,，離子氣使用氬氣，保護(hù)氣使用氦氣,。