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        等離子焊機與氬弧焊比較

        氬弧焊技術是在普通電弧焊的原理的基礎上,利用氬氣對金屬焊材的保護,通過高電流使焊材在被焊基材上融化成液態形成溶池,使被焊金屬和焊材達到冶金結合的一種焊接技術,由于在高溫熔融焊接中不斷送上氬氣,使焊材不能和空氣中的氧氣接觸,從而防止了焊材的氧化,因此可以焊接銅、鋁、合金鋼等有色金屬。

         

          等離子焊接時,等離子射流穿過整個焊縫并形成一個小孔(即小孔效應)氣體也隨之穿過。當然,這個小孔隨電弧的前移而閉合。等離子焊可焊接比TIG焊更厚的鋼板在操作技術和經濟效益兩方面都有不容置疑的優點。

         

        根部焊道手工電弧焊接手式TIG焊接等離子焊接(PAW)
        板材焊前準備坡口+鈍邊坡口+鈍邊2.5-8mm
        無需坡口+鈍邊
        裝配相對困難(間隙)困難(小間隙)容易
        焊工技術要求熟練熟練一般
        焊接速度非常慢非常慢相當快
        操作難度困難非常困難較容易
        焊后質量好/但外觀不美極好
        特別問題焊條過熱,
        質量難以控制,
        工件變形
        焊工易疲勞
        質量難以控制,
        工件變形

          由于其焊接速度快,焊縫美觀,焊縫質量好,成本低,等離子焊接已廣泛運用于設備制造業中對各種型式的接頭進行焊接、醫療設備、真空裝置、薄板加工、波紋管、儀表、傳感器、汽車部件、化工密封件等。

         

          微束等離子焊更是在實際運用中顯露出巨大的優勢,其焊縫質量可與激光焊比肩。微束等離子技術已成功的應用于大多數金屬的焊接,如鋼、不銹鋼、各種合金鋼、銅、鎳、鈦、鉬、鎢、金、鉑、銠、鈀等各種金屬及其合金材料。典型應用產品有傳感器膜盒,焊接波紋管,微電機定子鐵心,電子產品,不銹鋼鍋


          ★過程特點

         

          等離子焊接與TIG焊十分相似,它們的電弧都是在尖頭的鎢電極和工件之間形成的。但是,通過在焊炬中安置電極,能將等離子弧從保護氣體的氣囊中分離出來,隨后推動等離子通過孔型良好的銅噴管將弧壓縮。通過改變孔的直徑和等離子氣流速度,可以實現三種操作方式:

         

          1、微束等離子:0.1~15A

         

          在很低的焊接電流下,也能使用微束等離子弧。即使在弧長變化不超過20mm時,柱狀弧仍能保持穩定。

         

          2、中等電流:15~200A

         

          在較大的15~200A電流下,等離子弧的過程特點與TIG弧相似,但由于等離子被壓縮過,弧更加挺直。雖然可提高等離子氣流速度來增加焊接熔池的度深,但會造成在紊亂的保護氣流中,混入空氣和保護氣體的風險。

         

          3、小孔型等離子:大于100A

         

          通過增加焊接電流和等離子氣流速度,可產生強有力的等離子束,與激光或電子束焊接一樣,它能夠在材料上形成充分的熔深。焊接時,隨著焊接熔池的流動,金屬穿過小孔被切割后在表面張力作用下形成焊道。單道焊時,該過程可用于焊接較厚的材料(厚度不超過10mm的不銹鋼)。

         

          ★電源

         

          使用等離子弧時,通常采用直流電流和垂降特性電源。由于從特別的焊炬排列方式和各自分離的等離子、保護氣流中獲得了獨特的操作特性,可在等離子控制臺上增加一個普通的TIG電源,還可以使用特別組建的等離子系統。采用正弦波交流電時,不容易使等離子弧穩定。當電極和工件間距較長且等離子被壓縮時,等離子弧很難發揮作用,而且,在正半周期內,過熱的電極會使導電嘴變成球形,從而干擾弧的穩定。

         

          可使用專用的直流開關電源。通過調節波形的平衡來減少電極正極的持續時間,使電極得到充分冷卻,以維護尖頭導電嘴形狀,并形成穩定的弧。

         

          ★起弧

         

          雖然等離子弧是通過采用高頻產生的,但它首先是在電極和等離子噴嘴之間形成的。該維弧被裝在焊炬中,需要焊接時,再將它轉移到工件上。與在焊縫間保持的維弧相同,維弧系統能確保穩定的起弧,這避免了對產生電子干涉的高頻的需要。

         

          ★電極

         

          用于等離子過程使用的是含2%氧化釷的鎢電極和銅的等離子噴嘴。與TIG焊使用的導電嘴不同,在等離子過程中,對電極導電嘴的直徑要求不那么嚴格,但壓縮角須保持在30°~60°左右。等離子噴嘴孔的直徑是很重要的,在相同的電流強度和等離子氣流速度下,孔直徑太小會導致噴嘴被過度腐蝕甚至熔化。在工作電流下,需要謹慎使用直徑過大的等離子噴嘴。

         

          注:孔的直徑過大,可能會對弧的穩定及孔的維護造成困難。

         

          ★等離子和保護氣體

         

          通常等離子氣體的組合氣體是氬氣,并含有2%~5%的氬氣作為保護氣體。氦氣也能用做等離子氣體,但由于它溫度較高,會降低噴嘴的電流上升率。氫氣含量越少,進行小孔型等離子焊接就越困難。

         

          ★應用

         

          ☆微束離子焊接

         

          微束離子通常用于焊接薄板材(厚度為0.1mm)、焊絲和網孔部分。針型挺直的弧能將弧的偏離和變形減到最小。雖然等效的TIG弧更擴散,但更新的晶體管化的(TIG)電源能在低電流下產生非常穩定的弧。

         

          ☆中等電流焊接

         

          在熔化方式下可選擇該方法進行傳統的TIG焊。它的優點是能產生較深的熔深(愿于較高的等離子氣流),能容許包括藥皮(焊炬中的焊條)在內的較大的表面污染。主要缺點是焊炬笨重,使手工焊接比較困難。在機械化焊接中,應該更加注意焊炬的維護以保證穩定的性能。

         

          ☆小孔型焊接

         

          可用的幾點優勢是:熔深較深、焊接速度快。與TIG弧相比,它能焊透厚度達10mm的板材,但使用單道焊接技術時,通常將板材厚度限制在6mm內。通常的方法是使用有填充物的小孔,以確保焊道斷面的光滑(無齒邊)。由于厚度達到了15mm,要使用6mm厚的鈍邊進行V型接頭準備。也可使用雙道焊技術,在熔化方式下通過添加填充焊絲,自動生成第一和第二條焊道。

         

          必須精確地平衡焊接參數、等離子氣流速度和填充焊絲的添加量(填入小孔)以維護孔和焊接熔池的穩定,這一技術只適用于機械化焊接。雖然通過使用脈沖電流,該技術能用于位置焊接,但它通常是用于對較厚的板材材料(超過3mm)進行高速平焊。進行管道焊接時,必須精確地控制溢出電流和等離子氣流速度以確保小孔關閉。

         

          上海多木實業有限公司是一家專業從事電源開發的高科技產業,其中焊接電源是我的重點項目,開發的系列焊機已達到或超過國際先進水平,深受客戶的認可,擁有廣泛的客戶群和知名度。產品專業用于精密零件、薄板等的焊接,閥門、軋輥、截齒等的堆焊,模具、機械軸類的焊補等,已廣泛應用于電子電器、煤炭礦山機械、航空航天等諸多領域。


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