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1、目录1. 等离子焊接方法简介2简介2等离子电弧2等离子基本焊接方法32. 等离子焊接设备及其主要功能3 PHOENIX EWA 400DC-P等离子焊接电源3 HP400等离子焊枪5等离子焊接控制电源6 RC-3型冷却水箱6焊接工装73. 等离子焊接方法的主要参数8焊接电流8等离子气流量8焊接速度8喷嘴距离9正面保护气流量94. 等离子焊接操作及其注意事项95. 常见故障及其解决方法111. 等离子焊接方法简介简介等离子焊接是当今焊接中等厚度金属材料的首选方法，电流范围可达500A，适合于厚度在9mm的不锈钢、合金钢、钛合金、镍基合金及铝合金的焊接，采用这种焊接方法可以获得质量优良的焊缝和更快
2、的焊接速度，从而大大提高产品的制造质量和竞争优势。华恒公司自创立之出一直致力于等离子焊接设备的研究及生产，以及等离子焊接工艺拟订和更新，并取得了显着的成果。目前已制造出了等离子焊接电源及焊枪等整套设备，并已成功的应用到染整、食品、管道等行业的生产和制造之中，并得到了广大用户的一致好评。 下图为等离子焊接在全国各种行业中的几个应用实例：图1 操作机等离子焊接的应用 图2 边梁等离子焊接的应用1图3边梁等离子焊接的应用2 图4 纵环缝等离子焊接的应用 等离子电弧等离子焊接主要是获得等离子弧，等离子弧是利用等离子枪将阴极和阳极之间的自由电弧压缩成高温、高电离度、高能量密度及高焰流速度的电弧。自由电弧
3、经过等离子焊枪中的三个压缩：机械压缩，热压缩和电磁压缩后形成等离子电弧，等离子电弧的功率及温度明显高于自由电弧，其功率基本上是自由电弧的两倍。等离子电弧主要分为三种类型：1. 非转移型等离子电弧主要用于非金属材料的焊接。2. 转移型等离子电弧金属材料的焊接一般采用此电弧。3. 联合型电弧主要用于电流小于30A以下的微束等离子焊接。等离子基本焊接方法按焊缝成型原理，等离子焊接有两种基本的焊接方法：小孔型等离子焊接及熔透型等离子焊接。1. 小孔型等离子焊接利用小孔效应实现等离子焊接的方法称为小孔型等离子焊接。小孔型等离子焊接的主要优点在于可以单道焊接厚板，板厚的范围：9mm。小孔法一般用于平焊。由
4、于小孔法产生较为对称的焊缝，焊接横向变形小。2. 熔透型等离子焊接焊接过程只熔透工件，但不产生小孔效应的等离子焊接方法。当离子气较小，弧柱受压缩的程度较弱时，这种等离子弧在焊接过程中只熔化工件而不产生小孔效应，焊缝成形原理与氩弧焊类似。主要用于薄板焊接及厚板多层焊。2. 等离子焊接设备及其主要功能完整的自动等离子焊接设备包括焊枪、控制电源、焊接电源、水箱和焊接工装等，各种设备在等离子焊接的过程中发挥着自己不同的作用。 PHOENIX EWA 400DC-P等离子焊接电源华恒公司完整的引进了德国EWM公司生产的PHOENIX EWA400DC-P等离子焊接电源，PHOENIX EWA 400DC
5、-P等离子焊接电源以其卓越的性能为等离子焊接的稳定奠定了基础。其本身采用先进IGBT的逆变技术，满足了电源具有陡降或垂降特性的要求，电源具有电流递增和电流衰减等功能，为等离子焊接制定合理的工艺提供了保障。PHOENIX EWA 400DC-P等离子焊接电源的主要技术参数如下表：表1.技术参数 图5 PHOENIX EWA 400DC-P等离子焊接电源焊接电源5400A暂载率（20）400A 45%300A 100%空载电压92V输入电压3380V（-25%+20%）输入频率50/60Hz熔断器325A最大输出功率29Kva维弧电流525A（预备值10A）焊枪冷却方式水冷防护等级1P23电源尺寸
6、725350840mm电源重量55kgPHOENIX EWA 400DC-P等离子焊接电源与普通的焊接电源相比具有其先进的性能特点： 数字化等离子逆变焊接电源独特的移动小车结构，移动方便；合理的模块化设计，维护方便可在网路电压波动很大的情况下工作 数字电路系统保证了高质量环缝的重现性一元化调节焊接参数，只需选定焊接材料、材料厚度、钨极直径、焊接形状，焊机将自动提供优化的焊接参数 气体通过检查采用了定时和不定时两种方式 维弧电弧通过专门的显示灯显示，维弧电流可调范围5A-25A（出厂时设定在10A） 通过焊接的专家系统或EWM的软件程序TETRIXPCT300（可选），用户可很方便地设定自己的专
7、用焊接参数 带有计算机接口，可实现与计算机联网 ；带有遥控接口，可与送丝机配套使用 适用于各种高低合金钢、镍、铜、钛、锌及其合金材料，以及特殊金属的焊接 HP400等离子焊枪等离子焊接时产生等离子电弧并用以进行焊接的工具称为等离子焊枪。等离子焊枪结构比TIG焊枪更为复杂，压缩喷嘴是等离子焊枪的关键部件。等离子焊枪结构要有以下几个特点：1. 能固定钨极与喷嘴之间的相对位置，并要求钨极与喷嘴孔径同心。2. 能水冷钨极及喷嘴。3. 喷嘴与钨极绝缘，以便在钨极与喷嘴间产生非转移弧。4. 采用单独的气路分别导入离子气与保护气。 图6 等离子焊枪等离子喷嘴是等离子焊枪产生等离子弧的关键零件之一，它对电弧直
8、径起机械压缩作用，它是一个铜质的水冷喷嘴。压缩喷嘴的结构、类型、和尺寸决定了等离子弧的性质。图7 等离子喷嘴喷嘴孔径dn和孔道的长度l0是等离子喷嘴的两个重要尺寸，常以l0/dn来表示压缩特征，称为孔道比，常用的孔道比如下表： 表2 喷嘴孔道比喷嘴孔径dn/mm孔道比l0/dn华恒公司生产的喷嘴的孔径有两种：和，孔道比为，为了能保证每次定位的孔道比相同，专门生产了钨极高度调整块如图所示。如果不采用钨极定位块来定位，孔道就很难保证相同，这样就会产生相同的参数焊接出不同的焊缝，给焊接工艺的制定带来困难。 图8 钨极调整块 等离子焊接控制电源除焊接电源提供电流以外，焊接工装如行走小车、十字滑架和送丝
9、等动作均由焊接控制电源来控制，电源如图所示。根据现场工况，可选用不同功能的控制方式，控制功能如下： 提前送气和滞后停气 直流/脉冲电流 横梁小车运动 图9 焊接控制电源 送丝运动 弧长控制 横摆功能 参数存储：70组 可分区间：10个 RC-3型冷却水箱RC-3型冷却水箱是一种高效节能的冷却设备，主要用于进行等离子焊接时起到冷却焊枪的作用，它的水箱容量大，冷却效果好。性能特点： 等离子焊接电源不可缺少的理想配套设备，是等离子焊接结果100重现性的有效保证主要控制冷却水的温度，从而保证了冷却水对等离子电弧压缩的挺度由法国生产的高效冷凝器、德国EBM风扇电机、进口温控器和德国EWM水检测传感器及水
10、箱等组成容量大，冷却能力强 图10 RC-3型冷却水箱电子调温，温度调节范围广数字显示设定温度和实际温度可设定两次除霜周期的间隙时间，以时间控制除霜 主要技术参数：电源额定电压1220V 50Hz 额定负载冷却能力3389W（在15条件下）水箱容量85升温度调节范围-5+30 焊接工装华恒公司生产的专机包括：HL系列、HWH系列、HCJ系列、HB系列、LMX系列等，并且可以根据客户的产品形式设计出不同的专机构造。等离子焊接应用在HL系列和HCJ系列中的比较广泛，其构造如图所示： 图 11 HL系列专机 图12 HCJ系列专机 3. 等离子焊接方法的主要参数等离子焊接的形式如图所示，在等离子焊接
11、过程中主要的参数有焊接电流、等离子气流量、焊接速度、正保气流量和喷嘴的距离，其中最主要的是离子气流量和焊接电流以及焊接速度。 图13 等离子焊接示意图 焊接电流在等离子焊接过程中，和其他电弧焊接一样，焊接电流增加，等离子弧穿透能力增加。焊接电流总是根据板厚或熔透要求来选定的，电流过小，不能形成小孔，电流过大，又将因小孔直径过大而使熔池金属坠落。此外，电流过大还可能引起双弧现象。因此，在焊枪及喷嘴结构选定后，电流只能限定在一定的范围之内，而这个范围和其他焊接参数如等离子气流量和焊接速度等参数有关，在其他参数选定之后，焊接电流和另一可变参数的关系为如：焊接速度增加，相应的焊接电流也要加大；焊接速度
12、降低，焊接电流要减小。等离子气流量增加，焊接电流要减小；等离子气流量减小，焊接电流要增加。 等离子气流量在等离子焊接过程中，等离子气是一个重要的焊接参数，因为等离子焊接与TIG焊不同之处在于获得了等离子气流也就是在3万的极高温度下，利用电离化气体发射一种能贯穿电弧的气体流，从而产生等离子，所以电弧的穿透力大小与之有着密切关系。等离子气流量增加，可使等离子流力和穿透力增大，在其他条件不变的条件下，为了形成小孔，必须需要足够的离子气流量，但是离子气流量过大也不好，会使小孔直径过大而不能保证焊缝成型。在喷嘴孔径确定之后，等离子气流量大小视焊接电流和焊接速度而定，三者之间存在适当的匹配关系。 焊接速度
13、焊接速度也是影响小孔效应的一个重要参数。在其他条件一定时，焊接速度增加，焊缝的热输入减小，小孔直径亦随之减小，最后消失。反之，如果焊速太低，母材会过热，背面焊缝会出现下陷甚至熔池泄露等缺陷。焊接速度和焊接电流以及等离子气流量之间是相互影响的，它们之间的关系就不在赘述。 喷嘴距离喷嘴和工件之间的距离对其它参数的影响与TIG焊相比不是很敏感，因为等离子电弧的挺度好，TIG焊的扩散角是45o，而等离子焊接的为5o，基本上是圆柱形。距离过大，熔透能力降低；距离过小则造成喷嘴被飞溅物粘污，一般取3-8mm。 图14 扩散角 正面保护气流量正面保护气流量应与等离子气流量有一个适当的比例，离子气流量过小而保
14、护气流量太大会导致气流紊乱，将影响电弧的稳定性和保护效果。正面保护气一般取15-30L/MIN。4. 等离子焊接操作及其注意事项要进行自动等离子焊接时，正确的操作是十分关键的，错误操作可能导致意想不道严重的后果。在一套等离子自动焊接系统中，从开机到最后的关气，有一定的先后顺序：1.在进行等离子焊接之前，要先磨好钨极，根据电流的大小来选择合适的钨极形状。然后装好钨极，并调节好钨极内缩量及钨极与喷嘴压缩孔同心。同心度的调节情况要看高频火花的分布情况来决定，一般要看到高频火花均匀的分布在钨极的四周就可。 图15 调节好的等离子焊枪2.打开各种保护气的调节器及压缩空气气阀。3.检查等离子水箱中是否有加
15、水，而且加入的水必须为蒸馏水。在加入水之后打开水箱稳压器，开水箱，打开焊接电源及控制电源。注：打开水箱之后，在水流量计中会有流量显示，如果没有显示，要关电检查原因。图16 水箱界面 图17 气体及水流量计4.调节输入合适的工艺参数到控制电源中。焊接参数包括送气时间、焊接电流、焊接速度、送丝速度、横摆及弧压跟踪等5.模拟焊接，观察小车的行走方向，是否送丝，调节好各种保护气的流量等。 图18控制面板6.打开维弧，装好工件，调节工件对接 缝的中心在成型槽的正上方，并和等离子焰中心在一条直线上。7.调节好喷嘴的高度，并保证等离子焰在对接缝中心，将焊枪移到引弧板上。 图19 维弧装置8.将控制器的开关拨
16、到焊接位置，按下启动开关开始焊接，在焊接的过程中，要观察电弧的中心是否对接缝偏离，如有偏离，用线控器或手动微调。9.当焊枪焊到收弧板上时，按下停止按钮，收弧，焊枪抬升到一定高度，移走工件。10.当焊接任务结束后，要先关维弧按钮，关掉维弧，然后关焊接电源，控制电源，最后在通一段离子气和水之后（冷却喷嘴，保护钨极），关气，关水箱，关掉总电源。5. 常见故障及其解决方法在等离子自动焊接过程中，由于错误操作或意外情况可能导致在焊接过程中会出现一些问题，如不及时解决有可能会导致严重的后果。在焊接的时候，发现电弧在喷嘴和工件之间产生，这样就产生了双弧现象。出现此现象后，要及时的调节焊接参数电流和离子气，电
17、流过大和离子气过小都会引起双弧。在焊接过程中，发现等离子枪喷嘴处冒烟。要停止焊接，检查水箱是否打开，水表有无水量显示，如果没有水通过焊枪，则焊枪已烧坏，须专业人士来修理。在钨极对中的过程，不打高频。出现此情况后，要及时清理喷嘴，用晶相砂纸将金属磨出光泽。重新磨钨极。焊缝中产生气孔。产生的原因有：母材有油，锈等污物；气体保护效果差；气路不干净；枪头漏气。相应的解决方法：清理工件；喷嘴降低，焊速降低，采用合格的气体；更新管路；更换O型圈。焊接过程中电极烧损严重。产生的原因有：1、采用了反极性接法2、气体保护不良3、钨极直径与所用电流不匹配。相应的解决方法：更换极性加强保护；压低喷嘴；减慢焊速换匹配的钨极。当出现问题自己不能解决时，要找专业人士来，不要擅自乱动。
