等离子弧焊接和切割

一般电弧焊所产生的电弧,没有受到外界约束称之为自由电弧,电弧区内的气体,尚未完全电离,能量也未高度集中。如果利用某种装置使自由电弧的弧柱受到压缩,弧柱中的气体能够完全电离(压缩效应),由此产生等离子弧。

等离子弧发生器装置,如图9-29所示。使电弧受到机械压缩、热压缩和电磁收缩三个效应。弧柱能量高度集中,能量密度100000～1000000W/cm2,温度可达20000～50000°K(一般自由状态的钨极氩弧最高温度10000～20000°K密度在10000W/cm2以下),因此它能迅速熔化金属材料,用来焊接和切割。等离子弧焊接分为大电流等离子弧焊和微束等离子弧焊两类。前者可焊厚度大于2.5mm的材料,后者可焊0.025～1mm的金属箔材和薄板。等离子弧焊日益广泛的用在航空航天等尖端科技所用的铜合金、钛合金、钼、钴等金属的焊接。如钛合金导弹金属壳体,波纹管及膜盒、微型继电器、飞机上的薄壁容器等。

图9-29 等离子弧发生器装置原理图

等离子弧还可用于切割。它是利用能量密度高的高温高速的等离子流将切割金属局部熔化并随之吹去,形成整齐切口。它不仅比氧气切割效率高1～3倍,还可以切割不锈钢、有色金属及其合金,也可以切割花岗岩石、碳化硅、耐火砖、混凝土等非金属材料。

复习思考题

1.什么是焊接?焊接有什么特点?

2.什么是焊条电弧焊?其简要的焊接过程怎样?具有什么特点?

3.电焊条的组成怎样?有何作用?什么是酸性焊条和碱性焊条,各有何特点?

4.什么是焊接参数?如何来选择焊条直径、焊接电流、焊接速度?

5.为什么待焊接接头处要制出坡口?有哪些形式的坡口?

6.焊条电弧焊如何引弧?有哪几种方法?需注意什么?

7.焊条的操作(运条)是由哪些运动合成的?各有什么含义?

8.焊条电弧焊操作的注意事项有哪些?

9.什么是气焊?原理如何?特点和应用如何?

10.什么是气焊的回火?回火防止器作用如何?如何防止回火?

11.气割原理怎样?有何特点?气割对材质条件有何要求?常用在什么金属材料上?工艺如何?

12.气体保护焊有何优越性?氩弧焊和二氧化碳气体保护焊各适用焊接何种金属材料?

13.埋弧焊与焊条电弧焊有何异同?埋弧焊有什么特点?应用在什么场合?主要包括什么设备?

14.钎焊和熔焊相比有何特点?钎料和钎剂的作用是什么?

15.等离子弧如何产生?等离子弧切割有何优点?