氩弧焊之所以能获得如此广泛的应用,主要是因为有如下优点。
氩气保护可隔绝空气中氧气、氮气、氢气等对电弧和熔池产生的不良影响,减少合金元素的烧损,以得到致密、无飞溅、质量高的焊接接头;氩弧焊的电弧燃烧稳定,热量集中,弧柱温度高,焊接生产效率高,热影响区窄,所焊的焊件应力、变形、裂纹倾向小;氩弧焊为明弧施焊,操作、观察方便;电极损耗小,弧长容易保持,焊接时无熔剂、涂药层,所以容易实现机械化和自动化;氩弧焊几乎能焊接所有金属,特别是一些难熔金属、易氧化金属,如镁、钛、钼、锆、铝等及其合金;不受焊件位置限制,可进行全位置焊接。
样品经雾化器被气动力吹散击碎成粒径为1-10um之间的细粒截氩气由中心管注入ICP中,雾滴在进入ICP之前,经雾化室除去大雾滴使到达ICP的气溶胶微滴快速地去溶、蒸发和原子化。
ICP的特性
1)趋肤效应:高频电流在导体上传输时,由于导体的寄生分布电感的作用,使导线的电阻从中心向表面沿半径以指数的方式减少,因此高频电流的传导主要通过电阻较小的表面一层,这种现象称为趋肤效应。等离子体是电的良导体,它在高频磁场中所感应的环状涡流也主要分布在ICP的表层。从ICP的端部用肉眼即可观察到在白色圈环中有一亮度较暗的内核,俗称“炸面圈”结构。这种结构提供一个电学的屏蔽筒,当试样注入ICP的通道时不会影响它的电学参数,从而改善了ICP的稳定性。
2)通道效应:由于切线气流所形成的旋涡使轴心部分的气体压力较外周略低,因此携带样品气溶胶的载气可以极容易地从圆锥形的ICP底部钻出一条通道穿过整个ICP。通道的宽度约2mm,长约5cm。样品的雾滴在这个约7000K的高温环境中很快蒸发、离解、原子化、电离并激发。即通道可使这四个过程同时完成。由于样品在通过通道的时间可达几个毫秒,因此被分析物质的原子可反复地受激发,故ICP光源的激发效率较高。
氩气焊接特点使焊缝平整,电弧稳定、减小熔深、对铝和镁母材的表面进行清理、成本较低,实用性强、氩气的流动性速度较低,保护作用比氦气好、由于氩气比空气重,适合于在空气对流环境中应用、比采用氦气时,起弧容易、在工业中凡是需要惰性气氛时,氩气就会被使用,它以这种方式生产的钛和其它的反应性元素作为保护气体来使用,它也被用来通过焊工保护焊接区域和在泡,以从腐蚀灯丝停止氧气。
氩弧焊因为热影响区域大,工件在修补后常常会造成变形、硬度降低、砂眼、局部退火、开裂、针孔、磨损、划伤、咬边、或者是结合力不够及内应力损伤等缺点。尤其在精密铸造件细小缺陷的修补过程在表面突出。在精密铸件缺陷的修补领域可以使用冷焊机来替代氩弧焊,由于冷焊机放热量小,较好的克服了氩弧焊的缺点,弥补了精密铸件的修复难题。氩弧焊与焊条电弧焊相比对人身体的伤害程度要高一些,氩弧焊的电流密度大,发出的光比较强烈,它的电弧产生的紫外线,约为普通焊条电弧焊的5~30倍,红外线约为焊条电弧焊的1~1.5倍,在焊接时产生的臭氧含量较高,因此,尽量选择空气流通较好的地方施工,不然对身体有很大的伤害。
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