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焊接电源
下降或垂直下降特性的整流电源或弧焊发电机均可作为等离子弧焊接电源。用纯氢作为离子气时，电源空载电压只需65-80V;用氢、氢混合气时，空载电压需110-120V。
大电流等离子弧都采用等离子弧，用高频引燃非转移弧，然后转移成转移弧。
30A以下的小电流微束等离子弧焊接采用混合型弧，用高频或接触短路回抽引弧。由于非转移弧在非常焊接过程中不能切除，因此一般要用两个立的电源。
气路系统
等离子弧焊机供气系统应能分别供给可调节离子气、保护气、背面保护气。为保证引弧和熄弧处的焊接质量，离子气可分两路供给，其中一路可经气阀放空，以实现离子气流衰减控制。
控制系统
手工等离子弧焊机的控制系统比较简单，只要能保证先通离子气和保护气，然后引弧即可。自动化等离子弧焊机控制系统通常由高频发生器，小车行走。填充焊口逆进拖动电路及程控电路组成。程控电路应能满足提前送气、高频引弧和转弧、离子气递增、延迟行走、电流和气流衰减熄弧。延迟停气等控制要求。
一种新开发的用于等离子弧焊的焊矩系统，采用反极性电极和选用100~200A焊接电流可以经济有效地焊接铝制零件，焊接质量很好。经对各种铝镁合金的焊接试验表明:在焊接2~8mm的板材时，可以使用熔入和锁孔式焊接技术。
使用电极极性可变的锁孔技术进行等离子弧焊，可用来焊圆周焊缝，如AlMg3管道、法兰盘以及GK-AlSi7Mg冷铸合金制造的形状各异的零件，能够进行8mm壁厚材料的无坡口对焊连接。使用新开发的气体控制系统可以无缺陷地完成圆周焊缝的收尾焊接。由于只在铸件一侧才会产生气孔，因此要确定铸件熔化金属的原子氢含量。如果铸件熔化金属中的氢含量低于0.3mL/100g，焊缝产生的气孔就很少。采用此方法要修复的焊缝总长度可达39m，占整个焊缝长度的27.2%。
在研究开发现代化的电源和控制技术条件下，采用等离子弧焊技术是一种质量、经济有效、重复性好的连接工艺。另外，通过调节电流，确保厚板等离子弧对接接头焊接时产生锁孔的传感器系统、导电的熔池支撑与被焊板材绝缘，并通过带电的车架在等离子弧穿透时测量电流，并随之移动。
这种新的工艺与TIG焊接相比具有如下特点:
(1)采用等离子弧焊时的特定工艺优点，不仅主要表现在微型等离子弧焊的板材厚度范围方面，而且涉及使用锁孔技术。
应用范围包括:表面堆焊、喷涂和焊接。通过可调频率使用低脉冲焊接电流，等离子弧焊可以更好的方式控制电弧能量的大小，能够通过现代控制系统可靠地同步监测各种设定值的执行情况。晶体管的焊接电源，如 AUTOTIG系列，可以地按照技术规格的规定运行。
(2)用粉末等离子弧焊焊接薄板和管道时，具有焊接速度快、热输入小和变形小等优点。
(3)等离子弧焊接时，锁孔技术的优点还清楚地在板厚达10mm的材料焊接方面体现。在应用技术中，粉末等离子弧焊接具有稳固的市场地位。这种新的工艺也将会在机器人上得到应用。

氩气保护气体
1)保护气体
① Ar、He，② Ar+He的混合气体。其中，Ar和He按一定比例混合使用时，可获得兼有两者优点的混合气体。特别适合焊接铝及其合金、铜及其合金等热敏感性的高导热材料。
氮气可用于铜及其合金的焊接。N2可单使用，也常与Ar混合使用。N2来源广泛，价格便宜，焊接成本低;但焊接时有飞溅，外观成形不如Ar + He保护时好。
2)焊丝
焊丝直径一般在0.8~2.5mm。焊丝直径越小，焊丝的表面积与体积的比值越大，杂质相对较多，可能引起气孔、裂纹等缺陷。因此，焊丝使用前必须经过严格的清理。
焊接工艺
(1)焊前准备


焊前准备主要有设备检查、焊件坡口的准备、焊件和焊丝表面的清理以及焊件组装等。焊前表面清理工作是焊前准备工艺的重点。


1)化学清理 化学清理方式随材质不同而异。例如铝及其合金焊前行脱脂去油清理，然后用NaOH溶液进行脱氧处理，再用HNO3溶液酸洗光化，其清理工序可参见有关手册。


2)机械清理 机械清理有打磨、刮削和喷砂等，用以清理焊件表面的氧化膜。对于不锈钢或高温合金焊件，常用砂纸磨或抛光法;对于铝合金，用细钢丝轮、钢丝刷或刮刀。机械清理方法生产率较低。


(2)工艺参数


MIG焊的主要焊接工艺参数是:焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、喷嘴直径、氩气流量等。


喷嘴孔径为20mm左右，氩气流量约在30~60L/min范围内。电流种类和极性，则采用直流反接，有利于电弧稳定，并充分发挥"阴极破碎"作用。


MIG焊可以进行半自动焊接或自动化的焊接，其应用范围较广。
氩弧焊，是使用氩气作为保护气体的一种焊接技术。 又称氩气体保护焊。就是在电弧焊的周围通上氩气保护气体，将空气隔离在焊区之外，防止焊区的氧化。


氩弧焊技术是在普通电弧焊的原理的基础上，利用氩气对金属焊材的保护，通过高电流使焊材在被焊基材上融化成液态形成熔池，使被焊金属和焊材达到冶金结合的一种焊接技术，由于在高温熔融焊接中不断送上氩气，使焊材不能和空气中的氧气接触，从而防止了焊材的氧化，因此可以焊接不锈钢、铁类五金金属
非熔化极
工作原理及特点:非熔化极氩弧焊是电弧在非熔化极(通常是钨极)和工件之间燃烧，在焊接电弧周围流过一种不和金属起化学反应的惰性气体(常用氩气)，形成一个保护气罩，使钨极端部、电弧和熔池及邻近热影响区的高温金属不与空气接触，能防止氧化和吸收有害气体。从而形成致密的焊接接头，其力学性能非常好。
熔化极工作原理及特点 :焊丝通过丝轮送进，导电嘴导电，在母材与焊丝之间产生电弧，使焊丝和母材熔化，并用惰性气体氩气保护电弧和熔融金属来进行焊接的。它和钨极氩弧焊的区别:一个是焊丝作电极，并被不断熔化填入熔池，冷凝后形成焊缝;另一个是采用保护气体，随着熔化极氩弧焊的技术应用，保护气体已由单一的氩气发展出多种混合气体的广泛应用，如以氩气或氦气为保护气时 称为熔化极惰性气体保护电弧焊(在国际上简称为MIG焊);以惰性气体与氧化性气体(O2,CO2)混合气为保护气体 时，或以CO2气体或CO2+O2混合气为保护气时，统称为熔化极活性气 体保护电弧焊(在国际上简称为MAG焊)。从其操作方式看，目前应用广的是半自动熔化极氩弧焊和富氩混合气保护焊，其次是自动熔化极氩弧焊。

氧化碳、氩气自动化混合配气设备一、工作原理;本装置是二氧化碳通过调节阀调节，加入氩气中，获得稳定的具有一定比例的氩气和二氧化碳的混合气。
二氧化碳、氩气自动化混合配气设备一、工作原理;本装置是二氧化碳通过调节阀调节，加入氩气中，获得稳定的具有一定比例的氩气和二氧化碳的混合气。
二氧化碳、氩气自动化混合配气设备一、工作原理;本装置是二氧化碳通过调节阀调节，加入氩气中，获得稳定的具有一定比例的氩气和二氧化碳的混合气。具有自动调节功能。二、主要技术指标; 1、原料气;二氧化碳气压力≤0.7-0.9Mpa 氩气压力≤0.7-0.9Mpa 2、工作压力≤0.7-0.9MPa 3、混合气流量混合气含二氧化碳量20% 混合气压力≤0﹒4-0﹒5MPa 4、装机功率0﹒2KW 5、电源220V、50HZ
混合气体的性质取决于组成气体的种类和成分。 混合气体的成分有3种表示方法。


①容积成分:组成气体的分容积与混合气体的总容积之比，用ri表示


所谓分容积是指该组成气体在混合气体的温度和总压力下单占有的容积。


②质量成分:组成气体的质量与混合气体的总质量之比，用wi表示


③摩尔成分:摩尔是物质的量单位。若一系统中所包含的基本单元(可以是原子、分子、离子、电子或其他粒子)数与0.012千克碳-12原子数目相等,则该系统的物质的量为 1摩尔。组成气体的摩尔数与混合气体的总摩尔数之比，用xi表示
常见的混合气体


干燥空气:21%氧气和79%氮气的混合气体


二氧化碳混合气体:2.5%二氧化碳+27.5%氮气+70%氦气


准分子激光混合气体:0.103%氟气+氩气+氖气+氦气混合气体


焊接混合气体:70%氦气+30%氩气混合气体


节能灯泡填充混合气体:50%氪气+50%氩气混合气体


分娩镇痛混合气体:50%+50%氧气混合气体


血液分析混合气体:5%二氧化碳+20%氧气+75%氮气混合气体
储存于通风库房，远离火种、热源;气瓶应有防
倒措施。大于10立方米低温液体储槽不能放在室内。瓶装气体产品为高压充装气体，使用时应经减压降压后方可使用。包装的气瓶上均有使用的年限，凡到期的气瓶必须送往有部门进行安全，方能继续使用。每瓶气体在使用到尾气时，应保留瓶内余压在0.5MPa，小不得低于0.25MPa余压，应将瓶阀关闭，以保证气体质量和使用安全。瓶装气体产品在运输储存、使用时都应分类堆放，严禁可燃气体与助燃气体堆放在一起，不准靠近明火和热源，应做到勿近火、勿沾油腊、勿爆晒、勿重抛、勿撞击，严禁在气瓶身上进行引弧或电弧，严禁野蛮装卸。
消防注意
灭火方法:本品不燃。切断气源。喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处[4]
储运注意事项
在储运过程中轻装轻卸,严防碰损,防止高温。氩气没有腐蚀性,在常温下可使用碳钢、不锈钢、铜、铜合金、等通用金属材料及一般的塑性材料和弹性材料。在低温下常用聚四氟乙烯和聚三氟氯化乙烯聚合体来作垫圈、隔膜等。[5]

氩气熔化极惰性气体保护焊又称MIG(Metal Inertia Gas )焊，它是利用氩气或富氩气体作为保护介质，采用连续送进可熔化的焊丝与燃烧于焊丝焊丝工件间的电弧作为热源的电弧焊。这种方法焊接质量稳定可靠，适于焊接铝、铜、钛及其合金等有色金属中厚板，也适用于焊接不锈钢、耐热钢和低合金钢等。由于焊丝的载流能力大，焊接生产率高。熔化极氩弧焊的电弧是明弧，焊接过程参数稳定，易于检测及控制。
MIG属于熔化极气体保护焊，与CO2气体保护焊相比，具有以下的优点:MIG焊是以惰性气体保护或以富氩气体保护的弧焊方法。而CO2保护焊却具有强烈的氧化性。这就决定了二者的区别和特点。MIG焊的主要优点如下:
1.在氩或富氩气体保护下的焊接电弧稳定。
2.由于MIG焊熔滴过渡均匀和稳定，所以焊缝成形均匀、美观。
3.电弧气氛的氧化性很弱，甚至无氧化性，MIG焊不但可以焊接碳钢、高合金钢，而且还可以焊接许多活泼金属及其合金，如:铝及铝合金、镁及镁合金等。
4.大大地提高了焊接工艺性和焊接效率。但是:
①熔化极气体保护焊比手工电弧焊的焊接设备更复杂、价格高，并且使用时不轻便、灵活。
②熔化极气体保护焊焊枪较大，焊接缆线比较僵硬、不灵活，因此不适合焊接密封舱体结构。
③熔化极气体保护焊焊枪的尺寸较大，并且焊丝伸出长度为12~25mm，不易观察焊接电弧和得到高质量的焊缝。
④采用熔化极气体保护焊进行室外焊接时，常常受到天气或防护措施的限制。为了避免焊接时保护气体发生爆炸，应对保护气体气瓶采取防护措施。当室外风速超过2.2 m/s时，不易采用熔化极气体保护焊进行焊接。
电源极性
通常MIG焊应采用直流电源。因为交流电源将破坏电弧稳定性，在电流过零时，电弧难以再引燃。直流焊接时，电流极性有两种接法，直流正接(反极性)法和直流反接(正极性)法。直流正接法是指电极为阴极和工件为阳极;直流反接法则恰好相反。MIG焊多采用直流反接。主要原因如下:
1.电弧稳定。因阳极斑点牢固地出现在焊丝端头，使得电弧不发生飘移。相反，采用直流正极性接法时，焊丝为阴极，因阴极斑点总是寻找氧化膜，所以阴极斑点不断地沿焊丝上、下飘移，移动大可以达到20~30mm，从而破坏了电弧的稳定性。
2.在焊缝附近产生阴极破碎作用。因工件为阴极，所以在焊缝附近的金属氧化膜能被阴极破碎作用而去除。这正适合于焊接铝、镁及其合金。
3.直流反接时，焊丝熔化速度加快，生产效率高。
注:国内的直流正接对应国际上直流反极性接法。
等离子弧焊接属于高质量焊接方法。焊缝的深/宽比大，热影响区窄，工件变形小，可焊材料种类多。特别是脉冲电流等离子弧焊和熔化等离子弧焊的发展，更扩大了等离子弧焊的使用范围。
等离子弧焊与TIG焊十分相似，它们的电弧都是在尖头的钨电和工件之间形成的。但是，通过在焊炬中安置电，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电弧压缩。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、微束等离子弧焊:30A以下的熔透型等离子弧焊
是指电流在30A以下的熔透型等离子弧焊，通常称为微束等离子弧焊。为了保证小电流等离子弧的稳定，一般采用混合型等离子弧。主要用于超薄件的焊接。
2、熔透型等离子弧焊:15~200A
它是采用较小的焊接电流和较小的离子气流量，等离子弧在焊接过程中只熔化焊件不产生小孔效应，焊接方法与钨氩弧焊很相似，焊接时可以不添加金属，主要用于薄板(0.5~2.5mm)的焊接。
3、穿透型等离子弧焊:100~300A
又称穿孔型焊接法，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，利用它温度高、能量密度强、穿透力强的特点，焊接时等离子弧把焊件完全熔透并在等离子流量的作用下形成一个穿透焊件的小孔(小孔背面露出等离子弧)，形成正都有鱼鳞纹的焊缝，即所谓的"小孔效应"，焊接时一般不加填充金属。适用于3~8mm的不锈钢、12mm以下的钛合金、2~6mm低碳钢低合金钢以及铜、黄铜和镍及镍合金的焊接。

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