等離子弧焊接和切割-焊工證
等離子弧焊接和切割
等離子弧的產(chǎn)生:
(1)等離子弧的概念:
自由電。何词艿酵饨缂s束的電弧,如一般電弧焊產(chǎn)生的電弧。
等離子。菏芡獠烤惺鴹l件的影響使弧柱受到壓縮的電弧。
自由電弧弧區(qū)內(nèi)的氣體尚未完全電離,能量未高度集中,而等離子弧弧區(qū)內(nèi)的氣體完全電離,能量高度集中,能量密度很大,可達(dá)10~10W/cm2,電弧溫度可高達(dá)24000~50000K(一般自由狀態(tài)的鎢極氬弧焊最高溫度為10000~20000K,能量密度在10W/cm2以下)能迅速熔化金屬材料,可用來(lái)焊接和切割。
(2)等離子弧的產(chǎn)生
在鎢極與噴嘴之間或鎢極與工件之間加一較高電壓,經(jīng)高頻振蕩使氣體電離形成自由電弧,該電弧受下列三個(gè)壓縮作用形成等離子弧。
①機(jī)械壓縮效應(yīng)(作用)——電弧經(jīng)過(guò)有一定孔徑的水冷噴嘴通道,使電弧截面受到拘束,不能自由擴(kuò)展。
②熱壓縮效應(yīng)——當(dāng)通入一定壓力和流量的氬氣或氮?dú)鈺r(shí),冷氣流均勻地包圍著電弧,使電弧外圍受到強(qiáng)烈冷卻,迫使帶電粒子流(離子和電子)往弧柱中心集中,弧柱被進(jìn)一步壓縮。
③電磁收縮效應(yīng)——定向運(yùn)動(dòng)的電子、離子流就是相互平行的載流導(dǎo)體,在弧柱電流本身產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用下,產(chǎn)生的電磁力使孤柱進(jìn)一步收縮。
電弧經(jīng)過(guò)以上三種壓縮效應(yīng)后,能量高度集中在直徑很小的弧柱中,弧柱中的氣體被充分電離成等離子體,故稱為等離子弧。
當(dāng)小直徑噴嘴,大的氣體流量和增大電流時(shí),等離子焰自噴嘴噴出的速度很高,具有很大的沖擊力,這種等離子弧稱為“剛性弧”,主要用于切割金屬。反之,若將等離子弧調(diào)節(jié)成溫度較低、沖擊力較小時(shí),該等離子弧稱為“柔性弧”,主要用于焊接。
等離子弧焊接是指用等離子弧作為熱源進(jìn)行焊接的方法稱為等離子孤焊接。
焊接時(shí)離子氣(形成離子弧)和保護(hù)氣(保護(hù)熔池和焊縫不受空氣的有害作用)均為純氬。
等離子弧焊所用電極一般為鎢極(與鎢極氬弧焊相同,國(guó)內(nèi)主要采用釷鎢極和鈰鎢極,國(guó)外還采用鋯鎢極和鋯極),有時(shí)還需填充金屬(焊絲)。一般均采用直流正接法(鎢棒接負(fù)極)。故等離子弧焊接實(shí)質(zhì)上是一種具有壓縮效應(yīng)的鎢極氣體保護(hù)焊 。