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等离子喷焊原理及特点详解

发布时间:2019-06-12作者:上海多木实业有限公司次数:138

等离子喷焊原理
等离子喷焊是采用氩气等离子弧作高温热源,采用合金粉末作填充金属的一种表面熔敷(堆焊)合金的工艺方法。
等离子喷焊的基本过程,利用等离子弧焊枪(或称喷枪,等离子弧发生器),在阴极和水冷紫铜喷嘴之间,或阴极和工件之间,使气体电离形成电弧,此电弧通过孔径较小的喷嘴孔道,弧柱的直径受到限制,在压缩孔道冷气壁的作用下,产生热收缩效应、机械压缩效应、自磁压缩效应,使弧柱受到强行压缩,这种电弧为“压缩电弧”,称为等离子弧。电弧被压缩后,和自由电弧相比会产生很大的变化,突出的是弧柱直径变细,促使弧柱电流密度显著提高,气体电离很充分,因而电弧具有温度高、能量集中、电弧稳定、可控性好等特点。等离子弧焊枪产生的等离子弧分非转移型弧(阴极与喷嘴间建立的电弧)和转移型弧(阴极与工件间建立的电弧)。等离子喷焊的主要热源是转移型等离子弧。
在采用联合弧堆焊时,一般采用两台独立的直流弧焊机作电源,分别供给非转移弧(简称“非弧”)和转移弧(简称“转弧”)。两个电源的负极并联在一起,通过水电缆接至焊枪的钨电级(阴极)。非弧电源的正极通过水电缆接至焊枪的喷嘴。转弧电源的正极接至工件。循环冷却水通过水电缆引至焊枪,冷却喷嘴和电极。氩气通过电磁气阀和流量调节器进入焊枪。非弧电源接通后,借助在电极和喷嘴之间产生的高频火花引燃非转移弧。转弧电源接通后,借助非弧在钨极和工件间造成的导电通道,引燃转弧。转弧引燃后,可保留或切断非弧,主要利用转弧的热量在工件表面产生熔池和熔化合金粉末。合金粉末按需要量连续供给,借助送粉气流送入焊枪,并吹入电弧中。粉末在弧柱中被预先加热,呈熔化或半熔化状态落入熔池,在熔池里充分熔化,并排出气体和浮出熔渣。通过调节转移弧电流来控制熔化合金粉末和传递给工件的热量,合金和工件表层熔合。随着焊枪和工件的相对移动,合金熔池逐渐凝固,便在工件上获得所需要的合金堆焊层。

 
等离子喷焊特点
等离子喷焊由于采用了热量集中,可控性好的等离子弧作热源,采用了易于熔化,特别是自熔性好的合金粉末作填充金属,从而与其它表面堆焊方法相比,具有以下特点:
(1)适于易于制成粉末而难于制成丝材的高合金或复合材料堆焊。
(2)合金粉末及其熔池对电弧有缓冲作用,能有效控制熔深,母材冲淡率低。
(3)堆焊层硬度均匀,组织均一,易于避免质量缺陷。
(4)焊道成形平整、美观,尺寸及熔敷率可调范围宽,适应工件大小的范围宽。
(5)采用细粉易于熔化的优点,可采用微束等离子弧作热源,实现精细堆焊。
(6)堆焊过程连续,易于实现全自动化堆焊。

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