第九章等离子弧焊精选PPT.ppt

第九章等离子弧焊1第1页，本讲稿共25页第2页，本讲稿共25页1.2冷气流的散热造成的冷气流的散热造成的“热收缩效应热收缩效应”最本最本质、最重要的原因；质、最重要的原因；1.3电磁收缩力；电磁收缩力；2、等离子弧的特点：、等离子弧的特点：2.1温度高、能量密度高。（温度高、能量密度高。（2400050000K）2.2离子气的喷射速度很高，冲击力高。离子气的喷射速度很高，冲击力高。（V=300m/sec）2.3挺度大，扩散角小（挺度大，扩散角小（5），加热方向准确，），加热方向准确，而且稳定；而且稳定；如图如图8-3所示所示；2.4应用面广，可用于焊接、切割、喷涂；应用面广，可用于焊接、切割、喷涂；第3页，本讲稿共25页第4页，本讲稿共25页3、气体的作用与选择：、气体的作用与选择：3.1作用：作用：3.1.1向电弧提供气体介质，以便电离，维持电弧向电弧提供气体介质，以便电离，维持电弧的稳定燃烧；的稳定燃烧；3.1.2冷却作用：冷气膜形成隔离层，冷却喷嘴内壁、冷却作用：冷气膜形成隔离层，冷却喷嘴内壁、电极等；电极等；3.1.3向工件传递动能向工件传递动能等离子流力的冲击作用；等离子流力的冲击作用；3.1.4向工件传递能量（热能）向工件传递能量（热能）3.1.5保护熔池金属；保护熔池金属；3.1.6压缩作用；压缩作用；对流传导对流传导辐射传导辐射传导在工件表面中和在工件表面中和放热放热第5页，本讲稿共25页3.2气体的选择：气体的选择：n焊接与喷涂：富氩气氛；焊接与喷涂：富氩气氛；(保护效果好，电弧稳定保护效果好，电弧稳定)n切割：切割：N2、N2+H2、N2+Ar以及水蒸气、空气等；以及水蒸气、空气等；（冲击力大，电弧的携热性好）（冲击力大，电弧的携热性好）4、电源与极性：、电源与极性：直流正接、陡降的电源外特性、利用高频引弧；直流正接、陡降的电源外特性、利用高频引弧；5、等离子弧的类型：、等离子弧的类型：转移弧和非转移弧，转移弧和非转移弧，如图所示如图所示；5.1转移弧（直接弧）：先在电极与喷嘴之间激发小转移弧（直接弧）：先在电极与喷嘴之间激发小弧，作为引导电弧，然后将电弧转移到电极与焊弧，作为引导电弧，然后将电弧转移到电极与焊件之间；件之间；第6页，本讲稿共25页a)非转移型非转移型 b)转移型转移型 b)1-焊件焊件 2-等离子弧等离子弧 3-冷却水冷却水 4-工作气体（离子气）工作气体（离子气）5-电极电极 6-喷嘴喷嘴第7页，本讲稿共25页特点特点：冲击力大、挺度大、能量高、直接将能量作用：冲击力大、挺度大、能量高、直接将能量作用给工件，适用于焊接与切割；给工件，适用于焊接与切割；5.2非转移弧（间接弧）：焊件不接入焊接回路，只非转移弧（间接弧）：焊件不接入焊接回路，只在电极与喷嘴之间建立的不向焊件转移的等离子弧，在电极与喷嘴之间建立的不向焊件转移的等离子弧，也叫等离子焰；也叫等离子焰；特点特点：冲击力小、能量小、温度低，适用于喷涂或焊、：冲击力小、能量小、温度低，适用于喷涂或焊、切薄件，或用于非金属材料的加工；切薄件，或用于非金属材料的加工；6、稳定性：、稳定性：双弧现象，双弧现象，如图所示如图所示；6.1现象：除正常的转移弧外，又形成了一个燃烧于现象：除正常的转移弧外，又形成了一个燃烧于钨极、喷嘴、工件之间的串联电弧；钨极、喷嘴、工件之间的串联电弧；6.2危害：喷嘴容易烧坏、主弧的电流减小，等离子危害：喷嘴容易烧坏、主弧的电流减小，等离子弧会中断；弧会中断；第8页，本讲稿共25页图图7-14 双弧现象双弧现象第9页，本讲稿共25页第二节等离子弧焊接与喷涂第二节等离子弧焊接与喷涂1、等离子弧焊接：两种类型：、等离子弧焊接：两种类型：1.1穿孔型等离子弧焊接：如图穿孔型等离子弧焊接：如图8-20所示；所示；利用利用“小孔效应小孔效应”进行焊接，简称进行焊接，简称“小孔法小孔法”小孔效应：随着等离子弧的向前移动，弧柱在熔池的前小孔效应：随着等离子弧的向前移动，弧柱在熔池的前缘穿透整个焊件厚度，形成一个小孔的现象；缘穿透整个焊件厚度，形成一个小孔的现象；弧型弧型：转移弧；：转移弧；第10页，本讲稿共25页第11页，本讲稿共25页特点：特点：n穿透性强，速度快；穿透性强，速度快；n热影响区窄，焊接变形小，焊缝质量高；热影响区窄，焊接变形小，焊缝质量高；n成形好，不加垫板，不加填充金属，单面焊双面成形；成形好，不加垫板，不加填充金属，单面焊双面成形；应用范围：应用范围：板厚：板厚：2.512mm(I=100300A);材料：不锈钢、耐热钢、高强钢、材料：不锈钢、耐热钢、高强钢、Cu合金、合金、Ti合金及难合金及难熔金属，如：熔金属，如：W、Mo等等;第12页，本讲稿共25页工艺特点工艺特点：焊缝有气孔的可能；：焊缝有气孔的可能；1.2微弧等离子弧焊：微弧等离子弧焊：利用小电流（利用小电流（I30A），），形成联合型微小等离子弧形成联合型微小等离子弧（即转移弧与非转移弧同时存在）进行焊接，一般（即转移弧与非转移弧同时存在）进行焊接，一般用于板厚小于用于板厚小于0.4mm以下的以下的金属箔金属箔的焊接；的焊接；除以上两种外，还有熔入型、脉冲、熔化极以及变除以上两种外，还有熔入型、脉冲、熔化极以及变极性等离子弧焊；极性等离子弧焊；第13页，本讲稿共25页2、等离子弧堆焊：、等离子弧堆焊：n利用等离子弧作为热源的堆焊方法；利用等离子弧作为热源的堆焊方法；n分为：粉末等离子弧堆焊、热丝等离子弧堆焊、冷分为：粉末等离子弧堆焊、热丝等离子弧堆焊、冷丝等离子弧堆焊；丝等离子弧堆焊；n弧型：非转移、转移弧；弧型：非转移、转移弧；3、等离子弧喷涂：、等离子弧喷涂：热喷涂：以一定形式的热源，将粉状、丝状和棒状的热喷涂：以一定形式的热源，将粉状、丝状和棒状的喷涂材料加热至熔化状态或局部熔化状态，同时用喷涂材料加热至熔化状态或局部熔化状态，同时用喷射气流使其雾化，喷射在经过预处理的表面上，喷射气流使其雾化，喷射在经过预处理的表面上，形成喷涂层的一种方法；形成喷涂层的一种方法；第14页，本讲稿共25页喷涂层与基体之间以及喷涂层颗粒之间形成的喷涂层与基体之间以及喷涂层颗粒之间形成的是机械结合或微区冶金结合（注意不是熔合）。是机械结合或微区冶金结合（注意不是熔合）。3.1等离子喷涂：以等离子弧作为热源的，以等离子喷涂：以等离子弧作为热源的，以Ar、N2或其它气体为喷射气体的热喷涂；或其它气体为喷射气体的热喷涂；目的目的：在工件表面喷涂一层较薄（：在工件表面喷涂一层较薄（0.54mm）的的具有特殊性能的金属或合金；具有特殊性能的金属或合金；弧型：非转移弧；弧型：非转移弧；预处理预处理:(喷涂前喷涂前23小时进行小时进行)去除氧化膜、油污及其它杂质；去除氧化膜、油污及其它杂质；形成粗糙的新鲜表面；形成粗糙的新鲜表面；对喷涂表面进行预热（对喷涂表面进行预热（80200）第15页，本讲稿共25页第三节等离子弧切割第三节等离子弧切割1、原理：、原理：利用等离子弧的高温，将金属局部熔化，同时借助利用等离子弧的高温，将金属局部熔化，同时借助其强而集中的冲击力将熔化的金属快速吹除形成其强而集中的冲击力将熔化的金属快速吹除形成切口；切口；2、特点：、特点：2.1优点：优点：2.1.1几乎可以切割所有的金属和合金。（如：碳钢、铸几乎可以切割所有的金属和合金。（如：碳钢、铸铁、钨、铁、钨、Mo以及高合金钢及有色金属等）以及高合金钢及有色金属等）第16页，本讲稿共25页2.1.2切口平直、光滑、热影响区窄；切口平直、光滑、热影响区窄；2.1.3切割速度快，生产效率高，成本低；切割速度快，生产效率高，成本低；2.1.4切割的厚度大，并可进行多层切割；切割的厚度大，并可进行多层切割；2.2缺点：缺点：2.2.1切厚件时，切口上宽下窄；切厚件时，切口上宽下窄；2.2.2有噪音及烟尘；有噪音及烟尘；第17页，本讲稿共25页第十章电渣焊第十章电渣焊第一节概述第一节概述1、电渣焊的基本原理：、电渣焊的基本原理：利用电流通过液态熔渣所产生的电阻热进行焊接的利用电流通过液态熔渣所产生的电阻热进行焊接的一种熔化焊方法；一种熔化焊方法；如图如图10-6所示；所示；2、工艺过程：、工艺过程：2.1焊前准备：焊前准备：装配：间隙：装配：间隙：2040mm(3050mm);引弧板、引出板；引弧板、引出板；工件立放（焊缝垂直于地面）工件立放（焊缝垂直于地面）在焊缝的两侧加强制成形装置在焊缝的两侧加强制成形装置冷却滑块冷却滑块第18页，本讲稿共25页第19页，本讲稿共25页2、焊接、焊接：2.1电弧过程：电弧过程：首先在焊丝与引弧板之间产生电弧，电弧热使电弧周首先在焊丝与引弧板之间产生电弧，电弧热使电弧周围的焊剂熔化，当液态熔渣达到一定的深度时，则围的焊剂熔化，当液态熔渣达到一定的深度时，则提高送丝速度，降低电弧电压，使焊丝插入熔池，提高送丝速度，降低电弧电压，使焊丝插入熔池，电弧熄灭，转入下一过程；电弧熄灭，转入下一过程；2.2电渣过程：电渣过程：当电流经过渣池流向工件时，靠渣池产生的电阻热来当电流经过渣池流向工件时，靠渣池产生的电阻热来熔化焊丝和工件，被熔化的金属靠自重大于熔渣的熔化焊丝和工件，被熔化的金属靠自重大于熔渣的密度而沉积在渣池的下部，形成熔池，随着电极的密度而沉积在渣池的下部，形成熔池，随着电极的不断熔化与送进，熔池与渣池不断的上升，则远离不断熔化与送进，熔池与渣池不断的上升，则远离热源的熔池底部金属冷却凝固形成焊缝；热源的熔池底部金属冷却凝固形成焊缝；第20页，本讲稿共25页要求要求：此过程不能出现电弧；此过程不能出现电弧；冷却滑块：防止铁水外流、强迫成形；冷却滑块：防止铁水外流、强迫成形；2.3收尾：收尾：加引出板，焊后切除；加引出板，焊后切除；3、应用：、应用：材料材料：低碳钢、低合金钢、中合金钢、高合金钢、铸：低碳钢、低合金钢、中合金钢、高合金钢、铸铁、有色金属等；铁、有色金属等；板厚板厚：大于：大于50mm，一次焊成；一次焊成；4、焊材：、焊材：4.1焊剂：焊剂焊剂：焊剂170、焊剂、焊剂252、焊剂、焊剂360；书；书P291表表10-4;4.2焊丝：焊丝：H08Mn2Si、H10Mn2、H08Mn2MoV；书书P291表表10-5；第21页，本讲稿共25页5、特点：、特点：5.1熔池中的气体、渣容易析出，所以不易产生熔池中的气体、渣容易析出，所以不易产生气孔、夹渣；气孔、夹渣；5.2冶金反应充分，焊缝的化学成份均匀；冶金反应充分，焊缝的化学成份均匀；5.3可以减小焊缝的淬火倾向，防止冷裂纹，这可以减小焊缝的淬火倾向，防止冷裂纹，这对于中、高碳钢特别有利；对于中、高碳钢特别有利；5.4热影响区宽，晶粒粗大，形成魏氏组织，焊缝热影响区宽，晶粒粗大，形成魏氏组织，焊缝具有人字型结晶特点，形成交会角具有人字型结晶特点，形成交会角，交会角交会角越越大，则会有偏析、夹杂在焊缝中间产生，从而出大，则会有偏析、夹杂在焊缝中间产生，从而出现裂纹，为此应增大成形系数现裂纹，为此应增大成形系数(B/H)，从而从而减小交会角减小交会角；如图如图10-5所示；所示；第22页，本讲稿共25页第23页，本讲稿共25页5.5对熔池金属的保护作用好；对熔池金属的保护作用好；5.6可以一次焊成大厚件工件，不开坡口，并且厚可以一次焊成大厚件工件，不开坡口，并且厚度越大，优越性越明显；度越大，优越性越明显；5.7成本低；成本低；5.8熔合比小，一般为熔合比小，一般为1020%，可以方便的通过焊，可以方便的通过焊丝调整焊缝成份；丝调整焊缝成份；5.9不需预热，但焊后需热处理来提高韧性；（一不需预热，但焊后需热处理来提高韧性；（一般需正火或回火）；般需正火或回火）；5.10渣池的热容量大，对电流的短时间变化不敏感；渣池的热容量大，对电流的短时间变化不敏感；6、分类：、分类：丝极电渣焊、板极电渣焊、熔嘴电渣焊、管极电丝极电渣焊、板极电渣焊、熔嘴电渣焊、管极电渣焊渣焊第24页，本讲稿共25页思考题：思考题：1、等离子弧的形成需要哪些条件？、等离子弧的形成需要哪些条件？2、等离子弧中，气体起到哪些作用？、等离子弧中，气体起到哪些作用？3、等离子弧焊接应采用什么类型的电源极性和、等离子弧焊接应采用什么类型的电源极性和外特性？外特性？4、等离子弧在焊接、喷涂、切割、堆焊等工艺中，、等离子弧在焊接、喷涂、切割、堆焊等工艺中，各采用什么样的气体和弧型最合适？各采用什么样的气体和弧型最合适？5、为何电渣焊必须从下向上焊？还要装引弧板、引出、为何电渣焊必须从下向上焊？还要装引弧板、引出板和水冷滑块？板和水冷滑块？6、电渣焊有何工艺特点？、电渣焊有何工艺特点？7、电渣焊的焊接过程有何特点？、电渣焊的焊接过程有何特点？第25页，本讲稿共25页