焊接——等离子弧焊接与切割(教案)

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1、第七章等离子弧焊接与切割一、教学目的：了解等离子体的概念及其形成原理正确认识等离子弧的特性及应用掌握等离子弧的双弧现象的产生原因及防止抬施掌握等离子弧焊操作方法了解等离子弧焊的设备理解等离子弧焊的工艺特点及参数选择了解等离子弧堆焊的分类、原理及特点了解等离子弧喷涂的原理及特点掌握等离子弧切割的原理及特点了解等离子弧切割的设备理解等离子弧切割的工艺了解其他的等离子弧切割方法二、教学重点：等离了弧焊的双弧现象的产生原因及防止措施等离子弧焊的工艺特点及参数选择等离子弧焊、等离子弧堆焊、等离子弧切割的原理及操作

2、方法三、教学难点：离子弧的双弧现象的产生原因等离子弧焊、等离子弧堆焊、等离子弧切割的原理及操作方法四、参考学时数：10学时，其中实训5课时五、主要教学内容：第一节等离子弧的形成及其特性一、等离子弧的形成1、等离子弧这种用外部拘束作用使弧柱受到压缩的电弧就是等离了弧。2、等离子弧形成原理目前广泛采用的方法是将鹄极缩入喷嘴内部，并11在水冷喷嘴中通以一•定压力和流量的离子气，强迫电弧通过喷嘴孔道，以形成高温、高能量密度的等离子弧。在这个过程中，等离子弧受到了三种压缩作用：（1）机械压缩效应（前提）（2）热收

3、缩效应（主要原因）（3）电磁收缩效应（必然存在）3、等离子弧的影响因素影响等离子弧的主要因素有：（1）等离子弧电流：电流越人，电流能最越高，被压缩的程度越人。（2）喷嘴孔道形状和尺寸：喷嘴孔径直接影响电弧的压缩程度。（3）离子气体的种类及流量：不同气体的热导率和热恰值不同，対电弧的冷却作用不同。—般H>N>Aro二、等离子弧的特性1、温度高、能量密度大2、等离子弧的能最分布均衡3、等离子弧的挺度好，冲力人4、等离子弧的静特性曲线仍接近于U形5、等离子弧的稳定性好三、等离子弧的类型及应用1、非转移型等离子

4、弧形成原理：钩极接电源的负极，喷嘴接电源的匸极，焊件不接电源，电弧是在钩极与喷嘴孔壁之间燃烧的，在离子气流的作用下电弧从喷嘴孔喷出，电弧受到压缩而形成等离子弧（等离子焰）。2、转移型等离子弧形成原理：钩极接电源的负极、焊件接电源的正极，等离子弧燃烧于餌极于焊件之间。但这种等离了弧不能直接产生，必须先在餌极和喷嘴Z间接通维弧电源，以引燃钩极与焊件Z间的转移型等离子弧。3、混合型等离子弧原理：在工作过程中非转移型等离了弧和转移型等离了弧同时存在，则称Z为混合型等离子弧。四、等离子弧的双弧现象及防止1、双弧现

5、象及危害双弧现象：在使用转移型等离了弧进行焊接或切割过程中，正常的等离子弧应稳定地在鹄极与焊件之间燃烧，但山于某些原因往往还会在鸭极和喷嘴及喷嘴和工件之间产牛.与主弧并列的电弧，这种现象就称为等离子弧的双弧现象。双弧带来的危害主要表现在下列几个方面：1）破坏等离子弧的稳定性。2）双弧同时存在，减小了主弧电流，降低了主弧的电功率。3）喷嘴受到强烈加热，容易烧坏喷嘴。2、形成双弧的原因-•般认为，在等离子弧焊接或切割时，等离子弧弧柱与喷嘴孔壁之间存在着山离子气所形成的冷气膜。这层冷气膜由于铜喷嘴的冷却作用，

6、具有比较低的温度和电离度，对弧柱向喷嘴的传热和导电都具有较强的阻滞作用。当冷气膜的阻滞作用被击穿时，绝热和绝缘作用消失，产生了双弧现象。3、防止双弧的措施双弧的形成主要是由于喷嘴结构设计不合理或工艺参数选择不当造成，因此防止双弧的措施有：（1）正确选择电流（2）选择合适的离子气成分和流最（3）喷嘴结构设计应合理（4）喷嘴的冷却效果（5）喷嘴端血至焊件表面居里不能过小表7-1双弧产牛的原因及防止措施序号原因措施1在电流一定的条件下，喷嘴孔径太小或压缩孔道的长度过人应匹配正确规格的喷嘴2等离子气体的流量过小

7、应适当增大等离子气体的流量3钩极轴线与喷嘴轴线之间的偏差过大;使钩极轴线与喷嘴轴线对正4金属飞溅物堵塞喷嘴清理喷嘴5电源的外特性不止确选择陡降外特性的电源第二节等离子弧焊（PAW）一、等离子弧焊的基本方法及应用1、穿透型等离了弧炸（小孔型等离了弧焊）原理:采用转移型等离子弧把焊件完全熔透并在等离子流力作用下形成一个穿透焊件的小孔，并从焊件的背面喷出部分等离子弧，熔化金属被排挤在小孔周围，依靠表面张力的承托而不会流火。随着悍枪的移动，小孔也跟着悍枪移动，液态金属逐渐收口、凝固，形成完全熔透的正反面都有波纹

8、的焊缝。2、熔透型等离子弧焊（溶入型焊接法）熔透型等离了焊采川混合型等离了弧悍接的方法，在焊接过程中不形成小孔效应，炸件背面无尾焰，液态金属熔池在弧柱的下面，靠熔池金局的热传导作用熔透母材，实现焊透。3、微束等离子弧焊微束等离了弧悍通常采川混合型等离了弧，采川二诽独立炸接电源，一个向鸭极与喷嘴之间的非转移弧供电，这个电弧称为维弧；另一个电源向钩极与焊件间的转移弧（主弧）供电，以进行焊接。焊接过程中两个电弧同时工作。二、等离子弧焊设备1、焊接