(一)穿透型等离子弧焊的焊接参数
大电流等离子弧焊接通常采用穿透型法焊接技术。获得优良焊缝成形的前提是确保在焊接过程中的熔池上形成稳定的穿透小孔,影响小孔形成与稳定的焊接参数主要有喷嘴孔径、焊接电流、离子气成分及流量、焊接速度、喷嘴到焊件距离和保护气体成分及流量等。
1.喷嘴孔径 喷嘴孔径是选择与匹配其他焊接参数的前提,应首先选定。在焊接生产中总是根据焊件厚度初步确定焊接电流的大致范围,然后按表7-13选择喷嘴孔径。
表7-13等离子弧焊焊接电流与喷嘴孔径的关系
2.离子气成分及流量 为了避免钨极烧损过快,离子气体必须是具有较高纯度惰性气体。应用最广的是氩气,因它引弧较容易而且适用于所有金属。为了增加输入焊件热量、提高焊接速度和改善接头质量,对不同金属可在氩气中加入氢气或氦气。例如焊接不锈钢和镍基合金,通常加入少量的氢气。焊接活性金属,如钛、钽、及锆合金等,则加入体积分数为50%~75%的氦气。铜合金焊接时,甚至只用氦气。
小电流等离子弧焊时,一般都用氩气作离子气,这样非转移弧(维弧)容易引燃和燃烧稳定。
离子气流量增加,可使离子流力和熔透能力增大,在其他条件不变时,为了形成小孔,必须有足够等离子气流量,但气流量又不能过大,否则会使缩孔直径增大而不能保证焊缝成形,喷嘴孔径确立后,根据采用的焊接电流和焊接速度确定其离子气流量的大小,它们之间要匹配适当。
3.焊接电流 随着焊接电流的增加,等离子弧穿透能力增大,焊接电流的大小应根据板厚确定,焊接电流过小不能形成小孔,焊接电流过大会使熔池金属流淌。另外,焊接电流过大还可能引起双弧现象。(www.xing528.com)
4.焊接速度 焊接速度也是影响小孔效应的一个重要参数,其他条件一定时,焊接速度增加,焊接热输入减小,小孔直径随之减小,最后消失。反之,如果焊接速度太慢,母材过热,焊缝会出现下陷,甚至熔池漏淌等缺陷,焊接速度的确定取决于等离子气流量和焊接电流。
5.喷嘴到焊件的距离 喷嘴到焊件的距离过大,熔透能力降低;距离过小则造成喷嘴被飞溅物粘污。喷嘴高度一般为3~8mm,与钨极氩弧焊相比,距离的变化对焊接质量的影响不太敏感。
6.保护气体成分及流量 大电流等离子弧焊时,保护气体通常与离子气相同,否则电弧稳定性受到影响。
小电流等离子弧焊时,所用的保护气体只要对接头性能不起有害作用,不一定与离子气相同。焊接碳钢、低合金钢时,可以用Ar+CO2的混合气体作保护气体,因加入CO2有利于消除焊缝内的气孔和改善焊缝成形,一般CO2的加入量(体积分数)在5%~20%之间。
保护气体流量应与离子气体流量适当匹配,否则离子气体流量太大,而保护气体流量太小,会导致气流紊乱,影响电弧稳定性和保护效果。穿透型焊接法的保护气体流量一般在15~30L/min范围内。
(二)熔透型等离子弧焊的焊接参数
中、小电流(微束)等离子弧焊一般都采用熔透型焊接技术。其焊接穿透参数与穿透型等离子弧焊相同,主要参数的选定需注意熔透型等离子弧焊的工艺特点。主要是焊接时在熔池上不需形成穿透小孔,其焊缝成形过程与TIG焊相似,只需考虑保证熔深和熔宽。故选定焊接参数的原则,大体与TIG相同。不同的是:通常熔透型等离子弧焊采用联合型弧,焊接过程维弧(非转移弧)和主弧(转移弧)同时存在,且焊接电流的大小可分别调节。维弧的作用是引燃和稳定主弧,使主弧在很小焊接电流时也能很稳定地燃烧。维弧是在钨极末端和喷嘴孔道壁之间燃烧,其阳极斑点位于喷嘴孔道壁上,故维弧电流不能选得过大,避免喷嘴过热烧损。一般取3A左右。维弧的引燃可采用高频或小功率高压脉冲引弧方式。此外,不锈钢、高温合金钢小电流等离子弧焊焊接时,焊接速度越快,其保护效果越好,因此,在其他焊接参数不变和保证焊件熔透要求的条件下,可提高焊接速度。
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