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等离子焊缝变宽什么原因

发布时间:2021-01-21 06:37:21

❶ 等离子焊接的原理及特点

原理:等离子弧切割是一种常用的金属和非金属材料切割工艺方法。它利用高速、高温和高能的等离子气流来加热和熔化被切割材料,并借助内部的或者外部的高速气流或水流将熔化材料排开直至等离子气流束穿透背面而形成割口。

等离子弧的特点:

(1)能贵高度集中由于等离子弧有很高的导电性,能承受很大的电流密度,因而可以通过极大的电流,故具有极高的温度;又因其截面很小,能量高度集中,所以一般等离子弧在喷嘴出口中心温度达20000℃左右,而用于切割的等离子弧在喷嘴附近温度可达30000℃左右。

(2)极大的温度梯度由于等离子弧横截面积很小(直径一般小于3mm),从温度最高的中心到温度低的边沿,温度变化非常大,所以说其温度梯度极大。

(3)具有很强的吹力等离子发生装置内通入的常温压缩气体,由于受到电弧的高温而膨胀,使气体压力增高,能过喷嘴细孔的气体流速甚至可超过声速,故等离子体具有较强的冲击力。

(4)良好的电弧稳定性由于等离子弧电离程度很高,所以放电过程稳定,弧柱呈图柱形,挺直度好,使焊件受热面积几乎不变,当弧长变化时,电弧电压和焊接电流变化都非常小。

(1)等离子焊缝变宽什么原因扩展阅读

1、优点

由于等离子弧能量集中、温度高、具有很大的机械冲击力,并且电弧稳定,因而等离子弧切割具有以下优点:

(1)可以切割任何黑色和有色金属等离子弧可以切割各种高熔点金属及其他切割方法不能切割的金属,如不锈钢、耐热钢、钛、钼、钨、铸造铁、铜、铝及其合金。切割不锈钢、铝等厚度可达200mm以上。

(2)可切割各种非金属材料采用非转移型电弧时,由于工件不接电,所以在这种情况下能切割各种非导电材料,如耐火砖、混凝土、花岗石、碳化硅等。

(3)切割速度快、生产率高在目前采用的各种切割方法中,等离子切割的速度比较快,生产率也比较高。例如,切lOmm的铝板,速度可达(200~300)m/h;切12mm厚的不锈钢,割速可达(100-130)m/h。

(4)切割质量高等离子弧切割时,能得到比较狭窄、光洁、整齐、无粘渣、接近于垂直的切口,而且切口的变形和热影响区较小,其硬度变化也不大。

2、缺点

(1)设备比氧一乙炔切割复杂、投资较大。

(2)电源的空载电压较高,要注意安全。

(3)切割时产生的气体会影响人体健康,所以操作时应注意通风。

❷ 影响激光焊接质量的原因是什么

影响激光焊接质量的因素很多.其中一些极易波动,具有相当的不稳定性。如何正确设定和控制这些参数,使其在高速连续的激光焊接过程中控制在合适的范围内,以保证焊接质量首先是焊缝成形的可靠性和稳定性,是关系到激光焊接技术实用化、产业化的重要问题。 以板材对接单面焊双面成形工艺为例,影响激光焊接质量的主要因素分焊接设备,工件状况和工艺参数三方面,如图11所示。
图11 影响激光焊接质量的主要因素 1 焊接设备
对激光器的质量要求最主要的是光束模式和输出功率及其稳定性。光束模式是光束质量的主要指标,光束模式阶数越低,光束聚焦性能越好,光斑越小,相同激光功率下功率密度越高,焊缝深宽越大。一般要求基模(TEM00)或低阶模,否则难以满足高质量激光焊接的要求。虽然目前国产激光器在光束质量和功率输出稳定性方面用于激光焊接还有一定困难。但从国外情况来看,激光器的光束质量和输出功率稳定性已相当高,不会成为激光焊接的问题。
光学系统中影响焊接质量最大的因素是聚焦镜,所用焦距一般在127mm(5in)到200mm(7.9in)之间,焦距小对减小聚焦光束腰斑直径有好处,但过小容易在焊接过程中受污染和飞溅损伤。 2.工件状况
激光焊接要求对工件的边缘进行加工,装配有很高的精度,光斑与焊缝严格对中,而且工件原始装配精度和光斑对中情况在焊接过程中不能因焊接热变形而变化。这是因为激光光斑小,焊缝窄,一般不加填充金属,如装配不严间隙过大,光束能穿过间隙不能熔化母材,或者引起明显的咬边、凹陷,如光斑对缝的偏差稍大就有可能造成未熔合或未焊透。所以,一般板材对接装配间隙和光斑对缝偏差均不应大于0.1mm,错边不应大于0.2mm。当焊缝较长时,焊前的准备难度很大,普通剪床F料一般不能满足要求.必须经过机械加工或用高精度剪床剪切,还必须根据具体工件情况设计合适的精密胎夹具。实际生产中,有时因不能满足这些要求,而无法采用激光焊接技术。 3.焊接参数
(1)对激光焊接模式和焊缝成形稳定件的影响焊接参数中最主要的是激光光斑的功率密度,它对焊接模式和焊缝成形稳定性影响如下:随激光光斑功率密度由小变大依次为稳定热导焊、模式不稳定焊和稳定深熔焊[1][2],其产生条件和焊缝成形特征如表2所示。 表2 三种激光焊接过程的基本特征
焊接过程 稳定热导焊(HCW) 模式不稳定焊(UMW) 稳定深熔焊(DPW) 产生条件 低功率密度 功率密度介于HCW和DPW之间 高功率密度 焊接模式 热导焊 热导焊和深熔焊随机出现 深熔焊
小孔特点 不形成小孔 小孔间断性地产生和消失 小孔稳定存在
等离子体特点 不产生等离子体 等离子体间断性地产生和消失 稳定的等离子体 焊缝成形特征 熔深和熔宽均很小的近半圆形焊缝 焊缝成形极不狗宝,熔深和熔宽在大小两给跳变 熔深较大的指状焊缝
激光光斑的功率密度,在光束模式和聚焦镜焦距一定的情况下,主要由激光功率和光束焦
点位置决定。激光功率密度与激光功率成正比。而焦点位置的影响则存在一个最佳值;当光束焦点处于工件表面下某一位置(1~2mm范围内,依板厚和参数而异)时,即可获得最理想的焊缝。偏离这个最佳焦点位置,工件表面光斑即变大,引起功率密度变小,到一定范围,就会引起焊接过程形式的变化。
焊接速度对焊接过程形式和稳定件的影响不如激光功率和焦点位置那样显著,只有焊接速度太大时,由于热输入过小而出现无法维持稳定深熔焊过程的情况。
实际焊接时,应根据焊件对熔深的要求选择稳定深熔焊或稳定热导焊,而要绝对避免模式不稳定焊。
(2)在深熔焊范围内,焊接参数对熔深的影响1][3] 在稳定深熔焊范围内,激光功率越高,熔深越大,约为0.7次方的关系;而焊接速变越高,熔深越浅。在一定激光功率和焊接速度条件下焦点处于最佳位置时熔深最大,偏离这个位置,熔深则下降,甚至变为模式不稳定焊接或稳定热导焊。
(3)保护气体的影响 保护气体通常采用氩气或氦气.它们产生等离子体的倾向显著 不同:氦气因其电离电体高,导热快.在同样条件下,比氩气产生等离子体的倾向小,因而可获得更大的熔深。
在一定范围内,随着保护气体流量的增加,抑制等离子体的倾向增大,因而熔深增加,但增至一定范围即趋于平稳。
(4)各参数的可监控性分析在四种焊接参数中,焊接速度和保护气体流量属于容易监控和保持稳定的参数,而激光功率和焦点位置则是焊接过程中可能发生波动而难于监控的参数。
虽然从激光器输出的激光功率稳定性很高且容易监控,但由于有导光和聚焦系统的损耗,到达工件的激光功率会发生变化,而这种损耗与光学工件的质量、使用时间及表面污染情况有关,故不易监测,成为焊接质量的不确定因素。

❸ 焊缝宽度主要取决于什么

焊缝的宽度是与电压有关。电压越大焊缝越宽,电流越大,熔池越深

❹ 等离子弧焊机 与其他焊接方法比有什么优缺点

❺ 谁知道等离子焊接的特点

等离子焊接时,等离子射流穿过整个焊缝并形成一个小孔(即小孔效应)气体也随之穿过。当然,这个小孔随电弧的前移而闭合。等离子焊可焊接比TIG焊更厚的钢板在操作技术和经济效益两方面都有不容置疑的优点。

根部焊道 手工电弧焊接 手式TIG焊接 等离子焊接(PAW)

板材焊前准备 坡口+钝边 坡口+钝边 2.5-8mm
无需坡口+钝边

装配 相对困难(间隙) 困难(小间隙) 容易

焊工技术要求 熟练 熟练 一般

焊接速度 非常慢 非常慢 相当快

操作难度 困难 非常困难 较容易

焊后质量 好/但外观不美 好 极好

特别问题 焊条过热, 焊工易疲劳 无
质量难以控制, 质量难以控制,
工件变形 工件变形

由于其焊接速度快,焊缝美观,焊缝质量好,成本低,等离子焊接已广泛运用于设备制造业中对各种型式的接头进行焊接、医疗设备、真空装置、薄板加工、波纹管、仪表、传感器、汽车部件、化工密封件等。
微束等离子焊更是在实际运用中显露出巨大的优势,其焊缝质量可与激光焊比肩。微束等离子技术已成功的应用于大多数金属的焊接,如钢、不锈钢、各种合金钢、铜、镍、钛、钼、钨、金、铂、铑、钯等各种金属及其合金材料。典型应用产品有传感器膜盒,焊接波纹管,微电机定子铁心,电子产品,不锈钢锅
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★过程特点
等离子焊接与TIG焊十分相似,它们的电弧都是在尖头的钨电极和工件之间形成的。但是,通过在焊炬中安置电极,能将等离子弧从保护气体的气囊中分离出来,随后推动等离子通过孔型良好的铜喷管将弧压缩。通过改变孔的直径和等离子气流速度,可以实现三种操作方式:
1、微束等离子:0.1~15A
在很低的焊接电流下,也能使用微束等离子弧。即使在弧长变化不超过20mm时,柱状弧仍能保持稳定。
2、中等电流:15~200A
在较大的15~200A电流下,等离子弧的过程特点与TIG弧相似,但由于等离子被压缩过,弧更加挺直。虽然可提高等离子气流速度来增加焊接熔池的度深,但会造成在紊乱的保护气流中,混入空气和保护气体的风险。
3、小孔型等离子:大于100A
通过增加焊接电流和等离子气流速度,可产生强有力的等离子束,与激光或电子束焊接一样,它能够在材料上形成充分的熔深。焊接时,随着焊接熔池的流动,金属穿过小孔被切割后在表面张力作用下形成焊道。单道焊时,该过程可用于焊接较厚的材料(厚度不超过10mm的不锈钢)。

★电源
使用等离子弧时,通常采用直流电流和垂降特性电源。由于从特别的焊炬排列方式和各自分离的等离子、保护气流中获得了独特的操作特性,可在等离子控制台上增加一个普通的TIG电源,还可以使用特别组建的等离子系统。采用正弦波交流电时,不容易使等离子弧稳定。当电极和工件间距较长且等离子被压缩时,等离子弧很难发挥作用,而且,在正半周期内,过热的电极会使导电嘴变成球形,从而干扰弧的稳定。
可使用专用的直流开关电源。通过调节波形的平衡来减少电极正极的持续时间,使电极得到充分冷却,以维护尖头导电嘴形状,并形成稳定的弧。

★起弧
虽然等离子弧是通过采用高频产生的,但它首先是在电极和等离子喷嘴之间形成的。该维弧被装在焊炬中,需要焊接时,再将它转移到工件上。与在焊缝间保持的维弧相同,维弧系统能确保稳定的起弧,这避免了对产生电子干涉的高频的需要。

★电极
用于等离子过程使用的是含2% 氧化钍的钨电极和铜的等离子喷嘴。与TIG焊使用的导电嘴不同,在等离子过程中,对电极导电嘴的直径要求不那么严格,但压缩角须保持在30°~60°左右。等离子喷嘴孔的直径是很重要的,在相同的电流强度和等离子气流速度下,孔直径太小会导致喷嘴被过度腐蚀甚至熔化。在工作电流下,需要谨慎使用直径过大的等离子喷嘴。
注: 孔的直径过大,可能会对弧的稳定及孔的维护造成困难。

★等离子和保护气体
通常等离子气体的组合气体是氩气,并含有2%~5%的氩气作为保护气体。氦气也能用做等离子气体,但由于它温度较高,会降低喷嘴的电流上升率。氢气含量越少,进行小孔型等离子焊接就越困难。

★应用
☆微束离子焊接
微束离子通常用于焊接薄板材(厚度为0.1mm)、焊丝和网孔部分。针型挺直的弧能将弧的偏离和变形减到最小。虽然等效的TIG 弧更扩散,但更新的晶体管化的(TIG)电源能在低电流下产生非常稳定的弧。
☆中等电流焊接
在熔化方式下可选择该方法进行传统的TIG焊。 它的优点是能产生较深的熔深(愿于较高的等离子气流),能容许包括药皮(焊炬中的焊条)在内的较大的表面污染。主要缺点是焊炬笨重,使手工焊接比较困难。在机械化焊接中,应该更加注意焊炬的维护以保证稳定的性能。
☆小孔型焊接
可用的几点优势是:熔深较深、焊接速度快。与TIG 弧相比,它能焊透厚度达10mm的板材,但使用单道焊接技术时,通常将板材厚度限制在6mm内。通常的方法是使用有填充物的小孔,以确保焊道断面的光滑(无齿边)。由于厚度达到了15mm,要使用6mm厚的钝边进行V型接头准备。也可使用双道焊技术,在熔化方式下通过添加填充焊丝,自动生成第一和第二条焊道。
必须精确地平衡焊接参数、等离子气流速度和填充焊丝的添加量(填入小孔)以维护孔和焊接熔池的稳定,这一技术只适用于机械化焊接。虽然通过使用脉冲电流,该技术能用于位置焊接,但它通常是用于对较厚的板材材料(超过3mm)进行高速平焊。进行管道焊接时,必须精确地控制溢出电流和等离子气流速度以确保小孔关闭。

❻ 自动离子焊机焊缝颜色发黑是什么原因

如果是AlMg合金,自然会发黑。另外,如果表面清洁不好,也可能会有此现象,比如表面油污或氧化层未经碱洗处理。
或者是AR纯度有问题,因该是氧超标了,气瓶长期不清洗就会残留水分和氧,可以换一批气体试一试。

等离子焊机
等离子弧是离子气被电离产生高温离子气流,从喷嘴细孔中喷出,经压缩形成细长的弧柱,其温度可达,高于常规的自由电弧。

特点
1、 电弧能量高,焊接热影响区小,焊接形变很小;
2、 弧柱细长,穿透力强,薄的工件无需开坡口,缩短准备时间
3、 速度快,是普通氩焊的3-6倍;
4、 弧柱刚性大,由于小孔效应,实现了单面焊双面成型;
5、 焊缝缺陷少,可焊材料多,焊接质量高;
6、 卓越的重复生产性,电极缩在喷嘴内,不易污染和烧损。
在焊接过程中,等离子气流对熔池的冲击力直接影响到液态金属的流动以及焊缝的最后质量,对等离子流力的测量和分析也多见于文。在单面焊双面成型过程中,在没有小孔存在的情况下,电弧吹力在熔池表面产生气体剪切力 ,当出现小孔后,电弧吹力除了在熔池表面产生气体剪切力以外,还会在小孔内部的液态金属自由表面产生另外一个剪切力 ,对熔池流体的流动产生影响,促使工件表面的液态金属向小孔中心流动,电弧吹力的作用也会增加焊缝中间部位的宽度,有利于形成良好的焊缝质量。

❼ 什么是等离子焊接

由于等离子电弧具有较高的能量密度,温度及刚直性(能量密度可达10000到100000w/平方厘米,弧柱中心温度可达18000—24000K以上,焰流速度可达300m/s以上),因此与一般电弧焊相比,等离子电弧具有下列优点:
1.能量密度大,电弧方向性强,融透能力强,在不开坡口,不加填充焊丝的情况下可一次焊透8至10mm厚的不锈钢板,与钨极氩弧焊相比,在相同的焊缝熔深情况下,等离子焊接速度要快得多。
2.焊缝质量对弧长的变化不敏感。这是由于等离子弧的形态接近圆柱形,发散角很小(约5度),且挺直性好,弧长变化对加热斑点的面积影响很小,因此容易获得均匀的焊缝形状。若按钨极氩弧焊的扩散角为90度,等离子焊扩散角为5度计算,电弧断面变化20%时,钨极氩弧焊的焊炬高度只允许变化±0.12mm,而等离子焊则可变化±1.2mm,这对保证焊缝成形和焊缝均匀性都十分有益。
3.钨极缩在水冷铜喷嘴内部,不可能与工件接触,因此可有效避免焊缝金属产生夹钨现象。另外,电弧搅动性好,熔池温度高,有利于熔池内气体的释放。
4.等离子电弧由于压缩效应及热电离度较高,电流较小时仍很稳定。配用新型的电子电源,焊接电流可以小到0.1A,这样小的电流也能达到电弧稳定燃烧,因此特别适合焊接微型紧密零件。
5.焊缝的深宽比大,热影响区小,适合焊接某些可焊性差的材料和双金属等。
6.可以产生稳定的小孔效应,通过小孔效应,正面施焊的时候可以获得良好的单面焊双面成型。
7.焊接成本低,与一般氩弧焊相比,可省电1/3~1/2,省气1/2~2/3,且在焊接厚度较小的情况下,无需填丝。
补充:
借助水冷喷嘴对电弧的拘束作用,获得较高能量密度的等离子弧进行焊接的方法,叫等离子弧焊。等离子弧焊是一种不熔化极电弧焊,是利用电极和焊件之间的压缩电弧(转移电弧)来实现焊接的。所用的电极通常是钨极,产生等离子弧的等离子气宁可用氩气、氮气、氦气或其中两者之混合气,同时还通过喷嘴用惰性气体保护。焊接时可以外加填充金属,也可以不加填充金属。

等离子弧焊焊接时,由于其电弧挺直,能量密度大,因而电弧穿透力强。等离子弧焊焊接时产生的小孔效应,对于一定厚度范围内的大多数金属可以进行Ⅰ形坡口对接,并能保证熔透和焊缝均匀一致。因此,等离子弧焊的生产率高、焊缝质量好。但等离子弧焊设备
(包括喷嘴)比较复杂,对焊接参数的控制要求较高。

钨极惰性气体保护焊可焊接的绝大多数金属,均可采用等离子弧焊焊接。与之相比,对于1mm以下的极薄金属的焊接,用等离子弧焊较易进行。

❽ 等离子焊接后焊缝开裂是什么原因

热裂纹:产生地点:与与鱼鳞状波纹线相垂直,段口由高温发黑的氧化颜色. .原因:金属在结专晶过程中,高熔点物质属先结晶,低熔点物质后结晶,接近终了时,晶界间一些低熔物质液化膜被焊接应力所拉裂.低熔点物质主要母体熔入焊缝材料(碳,硫,磷).防止热裂纹措。

❾ 焊接过程中焊缝突然变细是什么原因

焊接速度加快或者电压变小都会让焊缝宽度变小。
如果是速度的原因,那么要想办法匀速运弧。
如果是电压的原因,那么可能是焊机电弧不稳定了。

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