等離子弧焊接是借助于水(shui)冷噴嘴對(dui)電弧的(de)(de)拘束作用(yong)，從而(er)獲得(de)較高能量密度的(de)(de)等離子弧進行焊接的(de)(de)方法。
等離子弧焊(han)與鎢極(ji)氬弧(hu)焊相比具有下列特點：
1. 電弧能量(liang)集(ji)中且溫度高(gao)，焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)過程中電弧穩定，焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)速(su)度快。可以縮小(xiao)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭熱影響區(qu)且焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)變形小(xiao)，還(huan)能提高(gao)焊(han)(han)縫內在和外部質量(liang)，使焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭力學性(xing)能和耐(nai)蝕性(xing)均(jun)優于鎢極(ji)氬弧焊(han)(han)。
2. 電弧(hu)(hu)(hu)呈圓柱(zhu)形且挺(ting)直性好，弧(hu)(hu)(hu)長變化(hua)對焊件(jian)表面加熱點的能量密度影響小，不(bu)會(hui)由于弧(hu)(hu)(hu)長的改變而影響焊縫成形。等離子弧(hu)(hu)(hu)焊噴嘴到(dao)焊件(jian)之(zhi)間距離高達6.4mm，弧(hu)(hu)(hu)柱(zhu)仍不(bu)會(hui)飄移(yi)。
3. 當(dang)焊接電(dian)流減(jian)小到0.1A時，電(dian)弧仍能穩定燃燒，并保(bao)持(chi)良好的挺(ting)度和方向(xiang)性。
4. 鎢(wu)極縮(suo)于噴嘴(zui)內，可減少鎢(wu)極對焊(han)縫(feng)的污染(ran)。
5. 穿透(tou)性等離子弧焊(han)接時，焊(han)件不開坡口，背(bei)面(mian)無襯(chen)墊，可(ke)實(shi)現單面(mian)焊(han)雙(shuang)面(mian)成形。但(dan)此(ci)時不適宜手工操作，靈(ling)活性不如手工鎢極氬弧焊(han)。
6. 設備(bei)較復(fu)雜(za)，工藝參數多，匹配要求較嚴(yan)格，噴嘴使用壽命較短且氣體(ti)耗量較大，只(zhi)宜在室(shi)內焊接(jie)。
等(deng)離子弧焊與鎢極氬弧焊一樣，有手工操(cao)作和機械操(cao)作之(zhi)分；也有不(bu)加填(tian)(tian)充焊絲與加填(tian)(tian)充焊絲之(zhi)分。
等(deng)離子弧(hu)焊(han)接按焊(han)縫成形機理，可分為(wei)：
1. 大(da)電流等離子弧(hu)焊接
大電流等離(li)子弧焊接分穿透型(xing)和熔透型(xing)兩種方法(fa)：
a. 穿透型等(deng)離子弧焊
它(ta)是以電弧在熔池(chi)前穿透工件形(xing)成小孔，隨著熱源移動在小孔后(hou)形(xing)成焊道的一(yi)種(zhong)焊接(jie)方(fang)法，又稱穿孔焊或(huo)鎖孔焊。
在(zai)焊(han)(han)(han)接(jie)厚度大于(yu)2.0mm以(yi)上的奧(ao)氏(shi)體(ti)型不銹(xiu)鋼焊(han)(han)(han)件時，利用高溫等離(li)子(zi)弧將焊(han)(han)(han)件待焊(han)(han)(han)處(chu)(chu)加(jia)熱熔(rong)(rong)化至燒穿(chuan)(chuan)，如果焊(han)(han)(han)接(jie)參數調節(jie)適(shi)當，可以(yi)穿(chuan)(chuan)透工件形成小孔(kong)(kong)(kong)(kong)。此小孔(kong)(kong)(kong)(kong)面(mian)(mian)積(ji)較小，熔(rong)(rong)化金屬靠(kao)(kao)(kao)表面(mian)(mian)張力(li)托住而不至于(yu)從小孔(kong)(kong)(kong)(kong)中跌落，這就是等離(li)子(zi)弧焊(han)(han)(han)接(jie)小孔(kong)(kong)(kong)(kong)效應。在(zai)焊(han)(han)(han)接(jie)厚2.5～8.0mm的奧(ao)氏(shi)體(ti)型不銹(xiu)鋼板時，可以(yi)不開坡(po)口，不留間隙(xi)(xi)或留間隙(xi)(xi)小于(yu)0.5mm，依靠(kao)(kao)(kao)小孔(kong)(kong)(kong)(kong)效應實(shi)現單(dan)面(mian)(mian)焊(han)(han)(han)雙面(mian)(mian)成形。這種焊(han)(han)(han)接(jie)方法，目前(qian)只適(shi)用平焊(han)(han)(han)位置對接(jie)焊(han)(han)(han)。待焊(han)(han)(han)處(chu)(chu)的正、反面(mian)(mian)均通(tong)保護氣體(ti)，收弧時要填滿(man)(man)小孔(kong)(kong)(kong)(kong)。填滿(man)(man)小孔(kong)(kong)(kong)(kong)主要靠(kao)(kao)(kao)焊(han)(han)(han)接(jie)電流(liu)和離(li)子(zi)流(liu)氣流(liu)同(tong)時衰(shuai)(shuai)減或先后衰(shuai)(shuai)減，才能消除弧坑和下凹(ao)坑。
b. 熔(rong)透型等離(li)子弧焊
這(zhe)種等(deng)離子(zi)弧在焊(han)(han)接過程中(zhong)只熔(rong)化(hua)焊(han)(han)件(jian)而不產(chan)生小孔效應(ying)，焊(han)(han)縫(feng)成(cheng)形機理(li)與鎢(wu)極氬弧焊(han)(han)類似。有人(ren)稱(cheng)這(zhe)種方(fang)法(fa)為熔(rong)入式或熔(rong)融式等(deng)離子(zi)弧焊(han)(han)。
這種焊(han)接方(fang)法主要(yao)用于(yu)薄板單(dan)面焊(han)雙(shuang)面成形的焊(han)縫或者厚(hou)板多層焊(han)。
大(da)電(dian)(dian)流等離子(zi)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)接時，焊(han)(han)(han)接參(can)數比(bi)鎢極(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)多，焊(han)(han)(han)接參(can)數除了焊(han)(han)(han)接電(dian)(dian)流、電(dian)(dian)弧(hu)(hu)電(dian)(dian)壓外，還有(you)等離子(zi)氣(qi)流、保護氣(qi)體的成分、氣(qi)體流量以(yi)及噴嘴(zui)形狀(zhuang)和(he)(he)孔徑、長度以(yi)及噴嘴(zui)到焊(han)(han)(han)件(jian)距離等。其(qi)中，焊(han)(han)(han)接電(dian)(dian)流、焊(han)(han)(han)接速度和(he)(he)等離子(zi)氣(qi)體流量的匹配尤為重要，直接影(ying)響焊(han)(han)(han)接接頭的成形和(he)(he)焊(han)(han)(han)縫(feng)表面的質量。
表3-40、表3-41為穿透型和熔透型等離子弧焊接奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)的焊接參數。
2. 微束等離(li)子弧焊接及脈沖(chong)等離(li)子弧焊接
焊接電流小于30A的熔透型等離子弧焊稱為微束等離子弧焊。從20世紀70年代開始用小電流等離子弧焊接超薄壁件和細絲鋼等，焊接電流可小到0.2A，焊接奧氏體型不銹鋼件最薄的厚度為0.01mm。微束等離子弧焊接的特點是通過電弧的壓縮，導致電弧柱集中為一條細線，雖然焊接電流很小，電弧仍十分穩定，熔池很小，熱影響區很窄，它不利用小孔效應，就能夠對超薄件實現快速焊接。
與大電流等離子弧焊一樣，微束等離子電弧也是靠水冷式焊槍（即等離子弧發生器）產生的。焊槍是關鍵部件，電極和噴嘴的孔都很細小，所用離子氣流較小，一般均用純氬。焊接奧氏體型不銹鋼時，保護氣體有氬加氫［φ（H2）＝2％～8％］的混合氣體，這對防止金屬的氧化有很好的效果，同時也提高熱效率，并使弧柱收縮得更細。
微(wei)束(shu)等離子(zi)弧(hu)(hu)焊接(jie)(jie)可以采用(yong)(yong)手工(gong)操作，但(dan)為了保(bao)證焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)的質量(liang)，應(ying)盡(jin)可能地采用(yong)(yong)機(ji)械(xie)操作。厚度小于(yu)0.8mm的焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)設(she)計(ji)與裝配要求如圖3-46所示和見表(biao)3-43。表(biao)3-44為微(wei)束(shu)等離子(zi)弧(hu)(hu)焊接(jie)(jie)奧氏(shi)體型不銹鋼的焊接(jie)(jie)參(can)數(shu)，僅供(gong)參(can)考(kao)。
為了使焊(han)接(jie)薄(bo)壁件及超薄(bo)壁件的質量更有保證，目前發展到采用(yong)脈沖(chong)等(deng)離子弧焊(han)接(jie)。它(ta)與(yu)前面(mian)所述的脈沖(chong)氣體保護焊(han)一(yi)樣，可以調節基(ji)值電(dian)流、脈沖(chong)電(dian)流、脈沖(chong)寬度和頻率等(deng)焊(han)接(jie)參數(shu)。
