焊接電弧的三大壓縮效應

⑴ 等離子弧焊接和切割什麼原理

先引燃電弧，將空氣電離，然後用壓縮空氣吹出來。一般等離子切割是高頻引弧，等離子焊接更多採用接觸引弧。

⑵ 等離子噴焊技術是什麼

等離子弧的概念：?
自由電弧：未受到外界約束的電弧，如一般電弧焊產生的電弧。?
等離子弧：受外部拘束條件的影響使孤柱受到壓縮的電弧。?
自由電弧弧區內的氣體尚未完全電離，能量未高度集中，而等離子弧弧區內的氣體完全電離，能量高度集中，能量密度很大，可達10~10W/cm2，電弧溫度可高達24000～50000K
（一般自由狀態的鎢極氬弧焊最高溫度為10000～20000K，能量密度在10W/cm2以下）能迅速熔化金屬材料，可用來焊接和切割。?

等離子弧形成：
在鎢極與噴嘴之間或鎢極與工件之間加一較高電壓，經高頻振盪使氣體電離形成自由電弧，該電弧受下列三個壓縮作用形成等離子弧。?
①機械壓縮效應（作用）——電弧經過有一定孔徑的水冷噴嘴通道，使電弧截面受到拘束，不能自由擴展。?
②熱壓縮效應——當通入一定壓力和流量的氬氣或氮氣時，冷氣流均勻地包圍著電弧，使電弧外圍受到強烈冷卻，迫使帶電粒子流（離子和電子）往弧柱中心集中，弧柱被進一步壓縮。?
③電磁收縮效應——定向運動的電子、離子流就是相互平行的載流導體，在弧柱電流本身產生的磁場作用下，產生的電磁力使孤柱進一步收縮。?
電弧經過以上三種壓縮效應後，能量高度集中在直徑很小的弧柱中，弧柱中的氣體被充分電離成等離子體，故稱為等離子弧。

使用等離子弧焊時，通常採用直流電流和垂降特性電源。由於從特別的焊炬排列方式和各自分離的等離子、保護氣流中獲得了獨特的操作特性，當電極和工件間距較長且等離子被壓縮時，等離子弧很難發揮作用，而且，在正半周期內，過熱的電極會使導電嘴變成球形，從而干擾弧的穩定。近些年來國內有些人為了降低成本用普通的兩台直流氬焊電源改裝為等離子電源，這樣長時間使用就會造成起弧不穩定、能源損耗大、體型笨重、操作不方便等缺點。
可使用專用的直流開關電源。通過調節波形的平衡來減少電極正極的持續時間，使電極得到充分冷卻，以維護尖頭導電嘴形狀，並形成穩定的弧。
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⑶ 關於焊接的各種形式問題

1、焊條電弧焊：
原理——用手工操作焊條進行焊接的電弧焊方法。利用焊條與焊件之間建立起來的穩定燃燒的電弧，使焊條和焊件熔化，從而獲得牢固的焊接接頭。屬氣－渣聯合保護。
主要特點——操作靈活；待焊接頭裝配要求低；可焊金屬材料廣；焊接生產率低；焊縫質量依賴性強（依賴於焊工的操作技能及現場發揮）。
應用——廣泛用於造船、鍋爐及壓力容器、機械製造、建築結構、化工設備等製造維修行業中。適用於（上述行業中）各種金屬材料、各種厚度、各種結構形狀的焊接。
2、埋弧焊（自動焊）：
原理——電弧在焊劑層下燃燒。利用焊絲和焊件之間燃燒的電弧產生的熱量，熔化焊絲、焊劑和母材（焊件）而形成焊縫。屬渣保護。
主要特點——焊接生產率高；焊縫質量好；焊接成本低；勞動條件好；難以在空間位置施焊；對焊件裝配質量要求高；不適合焊接薄板（焊接電流小於100A時，電弧穩定性不好）和短焊縫。
應用——廣泛用於造船、鍋爐、橋梁、起重機械及冶金機械製造業中。凡是焊縫可以保持在水平位置或傾斜角不大的焊件，均可用埋弧焊。板厚需大於5毫米（防燒穿）。焊接碳素結構鋼、低合金結構鋼、不銹鋼、耐熱鋼、復合鋼材等。
3、二氧化碳氣體保護焊（自動或半自動焊）：
原理：利用二氧化碳作為保護氣體的熔化極電弧焊方法。屬氣保護。
主要特點——焊接生產率高；焊接成本低；焊接變形小（電弧加熱集中）；焊接質量高；操作簡單；飛濺率大；很難用交流電源焊接；抗風能力差；不能焊接易氧化的有色金色。
應用——主要焊接低碳鋼及低合金鋼。適於各種厚度。廣泛用於汽車製造、機車和車輛製造、化工機械、農業機械、礦山機械等部門。
4、MIG/MAG焊（熔化極惰性氣體保護焊）：
原理——採用惰性氣體作為保護氣，使用焊絲作為熔化電極的一種電弧焊方法。
保護氣通常是氬氣或氦氣或它們的混合氣。MIG用惰性氣體，MAG在惰性氣體中加入少量活性氣體，如氧氣、二氧化碳氣等。
主要特點——焊接質量好；焊接生產率高；無脫氧去氫反應（易形成焊接缺陷，對焊接材料表面清理要求特別嚴格）；抗風能力差；焊接設備復雜。
應用——幾乎能焊所有的金屬材料，主要用於有色金屬及其合金，不銹鋼及某些合金鋼（太貴）的焊接。最薄厚度約為1毫米，大厚度基本不受限制。
5、TIG焊（鎢極惰性氣體保護焊）
原理——在惰性氣體保護下，利用鎢極與焊件間產生的電弧熱熔化母材和填充焊絲（也可不加填充焊絲），形成焊縫的焊接方法。
主要特點——適應能力強（電弧穩定，不會產生飛濺）；焊接生產率低（鎢極承載電流能力較差（防鎢極熔化和蒸發，防焊縫夾鎢））；生產成本較高。
應用——幾乎可焊所有金屬材料，常用於不銹鋼，高溫合金，鋁、鎂、鈦及其合金，難熔活潑金屬（鋯、鉭、鉬、鈮等）和異鍾金屬的焊接。焊接厚度一般在6毫米以下的焊件，或厚件的打底焊。
6、等離子弧焊
原理——藉助水冷噴嘴對電弧的拘束作用，獲得高能量密度的 等離子弧進行焊接的方法。
主要特點（與氬弧焊比）——（1）能量集中、溫度高，對大多數金屬在一定厚度范圍內都能獲得小孔效應，可以得到充分熔透、反面成形均勻的焊縫。（2）電弧挺度好，等離子弧基本是圓柱形，弧長變化對焊件上的加熱面積和電流密度影響比較小。所以，等離子弧焊的弧長變化對焊縫成形的影響不明顯。（3）焊接速度比氬弧焊快。（4）能夠焊接更細、更薄加工件。（4）設備復雜，費用較高。
應用——
（1）穿透型（小孔型）等離子弧焊：利用等離子弧直徑小、溫度高、能量密度大、穿透力強的特點，在適當的工藝參數條件下（較大的焊接電流100A～500A），將焊件完全熔透，並在等離子流力作用下，形成一個穿透焊件的小孔，並從焊件的背面噴出部分等離子弧的等離子弧焊接方法。可單面焊雙面成形，最適於焊接3～8毫米不銹鋼，12毫米以下鈦合金，2～6毫米低碳鋼或低合金結構鋼以及銅、黃銅、鎳及鎳合金的對接焊。（板太厚，受等離子弧能量密度的限制，形成小孔困難；板太薄，小孔不能被液態金屬完全封閉，固不能實現小孔焊接法。）
（2）熔透型（溶入型）等離子弧焊：採用較小的焊接電流（30A～100A）和較低的等離子氣體流量，採用混合型等離子弧焊接的方法。不形成小孔效應。主要用於薄板（0.5～2.5毫米以下）的焊接、多層焊封底焊道以後各層的焊接及角焊縫的焊接。
（3）微束等離子弧：焊接電流在30A以下的等離子弧焊。噴嘴直徑很小（Φ0.5～Φ1.5毫米），得到針狀細小的等離子弧。主要用於焊接1毫米以下的超薄、超小、精密的焊件。

註：
1、以上是常用的幾種熔焊方法，各有優點和不足，選擇焊接方法時，要考慮的因素比較多，如：焊件材料的種類、板厚、焊縫在空間的位置等。選焊接方法的原則是：在保證焊接接頭質量的前提下，用總成本低的焊接方法。

2、推薦一本書：高職高專規劃教材《焊接方法與設備》，機械工業出版社，雷世明主編。內容較全但不難。

⑷ 什麼是壓縮電弧

熔滴在脈動送進的情況下與熔池發生短路，使短路過渡頻率與脈動送絲的頻率基本一致，每個短路周期的電參數的重復性好，短路峰值電流也均勻一致，其數值也不高，從而降低了飛濺。 如果在脈動送絲的基礎上，再配合電流波形控制，其效果更佳。採用不同控制方法時，焊接飛濺率與焊接電流之間的關系。 等離子是指在標准大氣壓下溫度超過3000℃的氣體，在溫度譜上可以把其看作為繼固態、液態、氣態之後的第四種物質狀態。等離子是由被激活的高子、電子、原子或分子組成。例如：它可通過自然界中的閃電產生。

⑸ 切割用的等離子弧是經過三種形式的壓縮效應得到的，這三種壓縮效應是

。壓縮效應有如下三種形式：

1）、機械壓縮效應
在鎢極（負極）和焊件（正極）之間加上一個高電壓，使氣體電離形成電弧，當弧柱通過特殊孔形的噴嘴的同時，又施以一定壓力的工作氣體，強迫弧柱通過細孔，由於弧柱受到機械壓縮使橫截面積縮小，故稱為機械壓縮效應。

2）、熱收縮效應
當電弧通過噴嘴時，在電弧的外圍不斷送入高速冷卻氣流（氮氣或氫氣等）使弧柱外圍受到強烈冷卻，電離度大大降低，迫使電弧電流只能從弧柱中心通過，導致導電截面進一步縮小，這時電弧的電流密度大大增加，這就是熱收縮效應。

3）、磁收縮效應
由於電流方向相同，在電流自身產生的電磁力作用下，彼此互相吸引，將產生一個從弧柱四周向中心壓縮的力，使弧柱直徑進一步縮小。這種因導體自身磁場作用產生的壓縮作用叫「磁收縮效應」。電弧電流越大，磁收縮效應越強。

自由電弧在上述三種效應作用下被壓縮得很細，在高度電離和高溫條件下，電弧逐漸趨於穩定的等離子弧。

⑹ 什麼是自由電弧，什麼叫壓縮電弧

自由電弧：比如雷的電弧 亂來的 跳來跳去

壓縮電弧：等離子弧 ，通過磁力壓縮 機械壓縮 熱壓縮

機械壓縮，用水冷噴嘴孔道限制弧柱直徑

熱收縮，由於水冷噴嘴溫度較低，從而在噴嘴內壁建立起一層冷氣膜，迫使弧柱導電斷而進一步減小，電流密度進一步提高，弧柱這種收縮謂之「熱收縮」，也可叫做「熱壓縮」。

磁收縮，弧柱電流本身產生的磁場對弧柱有壓縮作用(即磁收縮效應)。電流密度愈大，磁收縮作用愈強。

⑺ 電弧焊時作用在熔滴上的過渡力有哪幾種

1） 短路過渡使受電弧熱熔化的消耗電極（焊條）前端與母材熔池短路，邊重復進行燃弧，短路熔滴邊過渡的形態叫短路過渡式，這種形式在CO2焊接與MIG 焊接的小電流，低電壓區焊接時尤為顯著，被應用於熔深較淺的薄板焊接。電極前端的熔融部分逐漸變成球狀並增大形成熔滴，與母材熔池裡的熔融金屬相接觸，藉助於表面張力向母材過渡。短路過渡在採用低電流裝置和較小焊絲直徑的條件下產生，短路過渡易形成一個較小的、迅速冷卻的熔池，適合於焊接留較大根部間隙的橫梁結構，適合於全位置焊接。焊絲通過電弧間隙時沒有熔滴過渡發生，當接觸到焊接熔池時才會發生熔滴過渡。以下對一個完整的焊接工藝過程進行分析，短路過渡工藝過程的示意見下圖A 當電弧正常工作時，母材和焊絲都處於高溫狀態，送絲機構穩定的送進焊絲。當焊絲接觸到熔池時，同時伴隨著如下3個過程發生。①較大的焊接電流通過焊絲進入焊縫和母材，使焊絲末端開始熔化。②在圖中短弧區，焊接電流迅速提高。③當初始焊接電弧較短時，電弧電壓值降低，電弧熄滅。B 採用平特性焊接電源可以使電流持續增加，主要是為了保持焊接電壓穩定並提高電弧電壓。此時電弧保持穩定，熔化的焊絲繼續向焊接熔池熔敷金屬。C 當焊接電流與電壓繼續增加時，焊絲在焊縫上形成一個圓錐形區域，通過持續的送絲過程，將更多的焊絲送進該圓錐形區域中。D 隨著焊接電壓和電流繼續增加，更多焊絲的送進，錐形區域不斷擴大，接著焊絲在錐形頂部開始產生縮頸，為下一步的剪切作準備。電磁剪切力主要是焊接電流通過焊絲與焊縫熔敷金屬之間的短路過渡產生的，電磁剪切力沿著焊絲的方向向內輻射。E 從D開始，焊絲與焊縫上部形成的錐形區域分離，電弧再引燃，電流開始降低，電壓從短路過渡電壓升高到電弧電壓，熔滴停止向焊縫中過渡。F 電弧對焊絲和焊縫進行加熱。G 在電弧區，利用電弧熱清除錐形區域，使之熔入焊縫中，增加焊縫和焊絲的熱量，為下一個焊接周期作準備。H 當電壓降低到電弧電壓以下時，短路過渡過程結束，焊絲接觸到焊縫並熄滅。短路過渡工藝過程中的注意事項如下。①焊絲熔滴只在短路過渡時才能熔入焊縫金屬中，並且沒有金屬離子通過電弧。②短路過渡的熔滴過渡周期為20～250次／s。③在短路過渡過程中，電流產生的磁力場是主要影響因素，而重力不是主要因素，因此所有的焊接位置均可以採用。④焊絲周圍的電流磁力場在短路過渡過程中會引起電磁收縮效應，焊絲頂部熔化的金屬熔滴在電磁收縮力的作用下轉變成球形熔滴並附著在頂部，形成一個自由熔滴並進人焊接熔池。⑤短路過渡適合於直徑為1.2mm焊絲的焊接。⑥厚板材料採用大直徑焊絲，並且採用噴射過渡來提高金屬熔敷效率。⑦短路過渡對於母材的焊接熱量輸入較低，因此比較適合焊接薄板，焊接過程中不會產生燒穿現象，常用於焊接板厚小於5mm的碳鋼和低合金鋼。I 下一個過程循環往復。2） 球狀體過渡前端熔化金屬變大形成球狀，繼而發展為比表面張力還重的大粒熔滴，向母材側落下過渡的形態叫球狀體過渡。這種形式在CO2焊接的電流區更明顯。因熔滴過渡時不是直落而下，所以焊縫略顯不規則，飛濺也多。3）噴射過渡前端熔化金屬在收縮效應作用下變成小粒熔滴，被高速吹向母材，這種突入熔池的過渡形態叫噴射過渡。在MIG 焊接的較大電流區較顯著，熔深大，過渡穩定。收縮效應：有熱收縮、電磁收縮兩種，前者是為減少熱損失，使弧柱直徑變小，中心溫度變高；後者是靠由弧柱電流構成的磁場產生相互吸引力，使弧柱變小。這種電弧現象叫收縮效應，其作用就是象捏碎餅似的將前端熔融金屬的中間變細，並從前端部切離開。

⑻ 等離子弧焊機 與其他焊接方法比有什麼優缺點

優點：
a.能量密度大、電弧方向性強、熔透能力強，在不開坡口、不加填充焊絲的情況下可
一次焊透8～10mm 厚的不銹鋼板。與鎢極氬弧焊相比，在相同的焊縫熔深情況下，等離子
弧焊接速度要快得多。
b.焊縫質量對弧長的變化不敏感，這是由於等離子弧的形態接近圓柱形，發散角很小，
約5°，且挺直度好，弧長變化時對加熱斑點的面積影響很小，易獲得均勻的焊縫形狀。工
件上受熱區域小，熱影響區窄，因而薄板焊接時變形小。
c.鎢極縮在水冷銅噴嘴內部，不可能與工件接觸，因此可避免焊縫金屬產生夾鎢現象。
電弧攪動性好，熔池溫度高，有利於熔池內氣體的釋放。
d.等離子電弧由於壓縮效應及熱電離度較高，電流較小時仍很穩定。配用新型的電子
電源，焊接電流可以小到0.1A，這樣小的電流也能達到電弧穩定燃燒，特別適合於焊接微
型精密零件。
e.可產生穩定的小孔效應，通過小孔效應，正面施焊時可獲得良好的單面焊雙面成形。
缺點：
a.可焊厚度有限，一般在25mm 以下；
b.焊槍及控制線路較復雜，噴嘴的使用壽命很低；
c.焊接參數較多，對焊接操作人員的技術水平要求較高。
等離子弧焊由於下述原因，其應用可能受到限制。
a.電弧作用區域的觀察性差。等離子弧槍結構復雜，不僅比較重，手工焊時操作人員還較難觀察焊接區域。
b.雙弧弊端。使用轉移弧時，當工藝參數選擇不當，或噴嘴結構設計不合理，或噴嘴
多次使用後有損傷，就會在鎢極-噴嘴-工件之間產生串接電弧，這種旁弧與轉移弧同時存
在，稱為雙弧。雙弧產生，說明弧柱與噴嘴之間的冷氣膜遭到了破壞，轉移弧電流減小，這
樣就導致焊接過程不正常，甚至很快就燒壞噴嘴。
c.電弧可達性差。由於槍體比較大，鎢極內縮在噴嘴裡面，因此對某些接頭形式是無
能為力的。
d.一次投資大。等離子弧焊接與切割設備比較昂貴。但是其焊接或切割速度快，焊縫
與切割質量好，若將這些因素考慮進去，其使用成本還不是太高。

⑼ 焊接的基礎知識

焊接，也稱作熔接、鎔接，是一種以加熱、高溫或者高壓的方式接合金屬或其他熱塑性材料如塑料的製造工藝及技術。 焊接通過下列三種途徑達成接合的目的：

1、熔焊——加熱欲接合之工件使之局部熔化形成熔池，熔池冷卻凝固後便接合，必要時可加入熔填物輔助，它是適合各種金屬和合金的焊接加工，不需壓力。

2、壓焊——焊接過程必須對焊件施加壓力，屬於各種金屬材料和部分金屬材料的加工。

3、釺焊——採用比母材熔點低的金屬材料做釺料，利用液態釺料潤濕母材，填充接頭間隙，並與母材互相擴散實現鏈接焊件。適合於各種材料的焊接加工，也適合於不同金屬或異類材料的焊接加工。

(9)焊接電弧的三大壓縮效應擴展閱讀

19世紀末之前，唯一的焊接工藝是鐵匠沿用了數百年的金屬鍛焊。最早的現代焊接技術出現在19世紀末，先是弧焊和氧燃氣焊，稍後出現了電阻焊。

20世紀早期，第一次世界大戰和第二次世界大戰中對軍用設備的需求量很大，與之相應的廉價可靠的金屬連接工藝受到重視，進而促進了焊接技術的發展。戰後，先後出現了幾種現代焊接技術，包括目前最流行的手工電弧焊、以及諸如熔化極氣體保護電弧焊、埋弧焊(潛弧焊)、葯芯焊絲電弧焊和電渣焊這樣的自動或半自動焊接技術。

20世紀下半葉，焊接技術的發展日新月異，激光焊接和電子束焊接被開發出來。今天，焊接機器人在工業生產中得到了廣泛的應用。研究人員仍在深入研究焊接的本質，繼續開發新的焊接方法，並進一步提高焊接質量。

金屬連接的歷史可以追溯到數千年前，早期的焊接技術見於青銅時代和鐵器時代的歐洲和中東。數千年前的古巴比倫兩河文明已開始使用軟釺焊技術。公元前340年，在製造重達5.4噸的古印度德里鐵柱時，人們就採用了焊接技術 。