新焊接方法与热切割技术.ppt

新焊接方法与热切割技术 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望一、等离子弧焊接与切割一、等离子弧焊接与切割 l等离子弧是经过压缩的高能量密度的电等离子弧是经过压缩的高能量密度的电弧。弧。l特点：特点：高温（可达高温（可达24000 50000K）高速（可数倍于声速）高速（可数倍于声速）高能量密度（可达高能量密度（可达105106W/cm2）1.等离子弧的产生等离子弧的产生 气体电离形成电弧。气体电离形成电弧。在机械压缩、热压缩和电磁压缩的共同作用下，弧柱直径被压缩到很细在机械压缩、热压缩和电磁压缩的共同作用下，弧柱直径被压缩到很细的范围内，弧柱内的气体电离度很高，当压缩作用与电弧的热扩散达到的范围内，弧柱内的气体电离度很高，当压缩作用与电弧的热扩散达到平衡时，便成为稳定的等离子弧。平衡时，便成为稳定的等离子弧。机械压缩机械压缩:电弧被强迫通过喷嘴的小孔通道，弧柱截面减小。电弧被强迫通过喷嘴的小孔通道，弧柱截面减小。热压缩热压缩:当往喷嘴内通入一定压力和流量的气体（如氩气、氮气等）当往喷嘴内通入一定压力和流量的气体（如氩气、氮气等）后，电弧会进一步受到压缩。后，电弧会进一步受到压缩。电磁压缩电磁压缩:电弧中定向运动的电子、离子流在自身磁场作用下，使弧电弧中定向运动的电子、离子流在自身磁场作用下，使弧柱进一步受到压缩。柱进一步受到压缩。2.等离子弧焊等离子弧焊 特点：特点：l等离子弧的能量密度大，弧柱温度高，弧流流等离子弧的能量密度大，弧柱温度高，弧流流速大，穿透能力较强，厚度速大，穿透能力较强，厚度12mm以下的焊件以下的焊件可不开坡口，一次焊透，实现单面焊双面成形。可不开坡口，一次焊透，实现单面焊双面成形。l焊接电流小到焊接电流小到0.1A时，等离子弧仍能稳定燃烧，时，等离子弧仍能稳定燃烧，并保持良好的挺直度和方向性。并保持良好的挺直度和方向性。l钨极缩于喷嘴内，焊接时可避免钨污染。钨极缩于喷嘴内，焊接时可避免钨污染。l焊接速度快，生产率高，焊接热影响区小，焊焊接速度快，生产率高，焊接热影响区小，焊接变形也小。接变形也小。l焊接设备较复杂，气体消耗量大，不宜在室外焊接设备较复杂，气体消耗量大，不宜在室外焊接。焊接。l小孔形等离子弧焊不适于手工操作，灵活性比小孔形等离子弧焊不适于手工操作，灵活性比钨极氩弧焊差。钨极氩弧焊差。3.等离子弧切割等离子弧切割 利用高温、高速、高能量密利用高温、高速、高能量密度的等离子焰流冲力大的特点，度的等离子焰流冲力大的特点，将被切割材料局部加热熔化并将被切割材料局部加热熔化并随即吹除，从而形成较整齐的随即吹除，从而形成较整齐的割口。割口。可以切割不锈钢、铸铁、铝、可以切割不锈钢、铸铁、铝、铜、钛、镍、钼、钨及其合金铜、钛、镍、钼、钨及其合金以及非金属材料等。以及非金属材料等。割口窄，切割面的质量较好，割口窄，切割面的质量较好，切割速度快，切割厚度可达切割速度快，切割厚度可达150200mm。二、电子束焊二、电子束焊 利用高速、集中的电子束轰击焊件表面所产生的利用高速、集中的电子束轰击焊件表面所产生的热量进行焊接的一种熔焊方法。热量进行焊接的一种熔焊方法。按焊件所处工作室的真空度不同，可分为高真空按焊件所处工作室的真空度不同，可分为高真空型、低真空型和非真空型等三种基本类型。型、低真空型和非真空型等三种基本类型。特点：特点：l电子束的能量密度很高（约为电弧焊的电子束的能量密度很高（约为电弧焊的500010000倍），穿透能力强，焊接速度快，焊缝倍），穿透能力强，焊接速度快，焊缝深宽比大（可达深宽比大（可达50:1）。）。l电子束可控性好，焊接工艺参数调节范围宽且电子束可控性好，焊接工艺参数调节范围宽且稳定，适应性强。稳定，适应性强。l由于在高真空下进行焊接，无有害气体和金属由于在高真空下进行焊接，无有害气体和金属电极污染，保证了焊缝金属的高纯度，焊接质电极污染，保证了焊缝金属的高纯度，焊接质量很好。量很好。l焊接设备复杂，价格高，使用维护技术要求高，焊接设备复杂，价格高，使用维护技术要求高，焊件尺寸受真空室限制，对接头装配质量要焊件尺寸受真空室限制，对接头装配质量要求严格，并需要注意防护射线。求严格，并需要注意防护射线。三、激光焊接与切割三、激光焊接与切割 1.激光焊利用聚焦的激光束轰利用聚焦的激光束轰击焊件所产生的热量击焊件所产生的热量进行焊接的一种熔焊进行焊接的一种熔焊方法。方法。特点焊接速度快、能量密度高、灵活性大。焊接速度快、能量密度高、灵活性大。可在大气中焊接，不需要真空环境或气体保护。可在大气中焊接，不需要真空环境或气体保护。非接触焊接，整个焊接过程进行得很快，焊接热非接触焊接，整个焊接过程进行得很快，焊接热影响区和焊接变形很小，特别适合于精密结构件影响区和焊接变形很小，特别适合于精密结构件和热敏感器件的焊接。和热敏感器件的焊接。可以借助偏转棱镜或通过光导纤维引导到难以接可以借助偏转棱镜或通过光导纤维引导到难以接近的部位进行焊接；也可以通过透明材料的壁进近的部位进行焊接；也可以通过透明材料的壁进行焊接；还可以对绝缘导体直接焊接，而不必清行焊接；还可以对绝缘导体直接焊接，而不必清除绝缘层。除绝缘层。易实现异种金属的焊接，也可用于非金属材料的易实现异种金属的焊接，也可用于非金属材料的焊接。焊接。缺点是设备复杂、投资大、功率较小，可焊接的缺点是设备复杂、投资大、功率较小，可焊接的厚度受到一定的限制。厚度受到一定的限制。2.激光切割 l利用激光束的热能实现切割的一种热切割方法。激光气化切割：利用激光束使材料局部在极短时间内被加热到沸点以上，并以蒸气形式逸出，形成割口。一般多用于极薄金属材料的切割。激光熔化切割：利用激光束将材料局部迅速加热到熔化状态，并借喷射惰性气体将熔化物吹掉，形成割口。主要用于非金属材料的切割，如纸、布、木材、塑料、橡胶、岩石、混凝土等，也可用于切割不锈钢和易氧化的钛、铝及其合金等金属材料 激光燃烧切割：利用激光束将金属材料迅速加热到燃点，喷射纯氧使金属连续燃烧，氧化物被氧气流吹走，形成割口。主要用于金属材料的切割，如碳钢、钛钢、不锈钢、双面涂塑钢板以及非铁合金等。l特点：具有速度快、割缝窄、热影响区小、切割表面光洁等优点。