索引：微束等離子弧焊的工藝參數(shù)，主要是焊接電流、焊接速度、工作氣體流量、保護(hù)氣體流量、電弧長(zhǎng)度、噴嘴直徑、噴嘴通道比和鎢極的內(nèi)縮量等，它們對(duì)焊縫的形狀和焊接質(zhì)量都有影響。
關(guān)鍵詞：微束等離子弧焊，工藝參數(shù)     

　　人們通常將焊接電流在30A以下的等離子弧焊接，稱為微束等離子弧焊接。由于是在小電流條件下，無(wú)論是等離子弧的形態(tài)、穩(wěn)定性及其對(duì)電源，設(shè)備的要求，還是焊接工藝過(guò)程及其操作方法，都有一系列的特殊性。

    (1)微束等離子弧焊的特點(diǎn) 

    微束等離子焊接是一種小電流(通常小于30A)熔人型焊接工藝，為了保持小電流時(shí)電弧的穩(wěn)定，一般采用小孔徑壓縮噴嘴(0.6～1.2mm)及聯(lián)合型電弧。即焊接時(shí)會(huì)存在兩個(gè)電弧，一個(gè)是燃燒于電極與噴嘴之間的非轉(zhuǎn)移弧，另一個(gè)為燃燒于電極與焊件之間的轉(zhuǎn)移弧，前者起著引弧和維弧作用，使轉(zhuǎn)移弧在電流小至0．5A時(shí)仍非常穩(wěn)定，后者用于熔化工件。

    微束等離子弧是等離子弧的一種。在產(chǎn)生普通等離子弧的基礎(chǔ)上采取提高電弧穩(wěn)定性措，進(jìn)一步加強(qiáng)電弧的壓縮作用，減小電流和氣流，縮小電弧室的尺寸。這樣，就使微小的等離子焊槍噴嘴噴射出小的等離子弧焰流，如同縫紉機(jī)針一般細(xì)小。與鎢極氬弧焊相比，微束等離子弧焊接的優(yōu)點(diǎn)是：

    a．可焊更薄的金屬，最小可焊厚度為0．01mm

    b．弧長(zhǎng)在很大的范圍內(nèi)變化時(shí)，也不會(huì)斷弧，并能保持柱狀特征，巳焊接速度快、焊縫窄、熱影響區(qū)小、焊接變形小。

    (2)獲得微束等離子弧的三要素  

    獲得微束等離子弧，必須滿足以下三個(gè)基本條件。

    ①微束等離子弧發(fā)生器  是產(chǎn)生微束等離子弧的器件，也稱為等離子槍，它是以等離子電弧室為主體組成的。產(chǎn)生微束等離子弧的第一要素是要有一個(gè)良好的等離子槍，要求不漏氣、不漏水、不漏電，電極對(duì)中且調(diào)整更換方便，噴嘴耐用又便于更換。

    電弧室由上下兩體構(gòu)成，中間加以絕緣。上槍體的主要功能是：夾持鎢極并使之接人電源負(fù)極，以使鎢極尖端能產(chǎn)生電弧放電的陰極斑點(diǎn)；將電弧放電產(chǎn)生在鎢極區(qū)的熱量及時(shí)排出；鎢極應(yīng)能始終保持對(duì)準(zhǔn)下槍體的噴嘴孔徑中心，且應(yīng)能調(diào)整極尖的高度和更換新鎢極，導(dǎo)人惰性壓縮氣體。這樣，上槍體應(yīng)有電、氣、水三個(gè)導(dǎo)人孔道和一個(gè)水的出口。下槍體上安裝經(jīng)常更換的噴嘴，要接電源的正極，要有進(jìn)出冷卻水的散熱系統(tǒng)。有的微束等離子弧焊槍上設(shè)有保護(hù)氣系統(tǒng)，也設(shè)置在下槍體上。

    ②直流電源  作為微束等離子弧的電源，除了普通等離子弧的直流電源、下降伏安特性、電流可以細(xì)微調(diào)節(jié)等要求外，還有一個(gè)重要的特殊要求，即高空載電壓。一般直流電源的空載電壓是80～100V，微束等離子弧的電源空載電壓應(yīng)是120～160V，有時(shí)還要高達(dá)200V。因?yàn)槲⑹入x子弧的電流小(<30A)，電弧氣體介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的電離、發(fā)射作用弱，為便于引弧和穩(wěn)弧，就需要提高空載電壓來(lái)加強(qiáng)場(chǎng)致發(fā)射作用，所以微束等離子弧焊的電源需要特制專用。

    微束等離子弧焊電源使用時(shí)是采用正極性接法，即將焊槍鎢極接電源負(fù)端，電源的另端CiE極)通過(guò)接觸器開關(guān)接焊槍的噴嘴。同時(shí)，電源的正極端還要并聯(lián)一個(gè)電路，即通過(guò)接觸器并聯(lián)到工件上。

    就微束等離子弧的直流電源的供電連續(xù)性來(lái)說(shuō)，可以有兩種電源：一種是連續(xù)直流供電，得到的焊接電流是連續(xù)的直流電，這就是通常所說(shuō)的直流電源；另一種是可以有規(guī)律的進(jìn)行斷續(xù)供電，即脈沖電源。脈沖電流的主要優(yōu)越性在于，它除了能像連續(xù)直流那樣能調(diào)節(jié)電流的大小以外，它的通電時(shí)間h和間隙時(shí)間‘2可以調(diào)節(jié)。因此，脈沖電源優(yōu)于普通直流電源。

    ③惰性氣體源  在等離子槍的電弧室里，電弧柱是在三個(gè)壓縮效應(yīng)(機(jī)械壓縮效應(yīng)、熱收縮效應(yīng)和磁壓縮效應(yīng))的作用下形成等離子弧的。三個(gè)效應(yīng)中有兩個(gè)是惰性氣體所為。微束等離子弧所使用的惰性氣體，一般都是氬氣，使用工業(yè)用瓶裝壓縮氬氣即可。使用時(shí)要接裝減壓表和流量計(jì)，以便能精細(xì)地調(diào)節(jié)壓力和流量這兩個(gè)參數(shù)。

    (3)微束等離子弧焊的工藝參數(shù)

    微束等離子弧焊的工藝參數(shù)，主要是焊接電流、焊接速度、工作氣體流量、保護(hù)氣體流量、電弧長(zhǎng)度、噴嘴直徑、噴嘴通道比和鎢極的內(nèi)縮量等，它們對(duì)焊縫的形狀和焊接質(zhì)量都有影響。

常用的微束等離子弧焊的工藝參數(shù)見(jiàn)表1-1

                         表1-1

(4)微束等離子弧焊的技術(shù)要點(diǎn)

    1)接頭形式

接頭形式根據(jù)板厚來(lái)選擇，厚度在0．05—1．6mm之間時(shí)，通常采用微束等離子弧進(jìn)行焊接。微束等離子弧焊主要用于焊接薄件或薄件與厚件的連接件，所以微束等離子弧的接頭形式和尺寸有其獨(dú)特之處。微束等離子弧的接頭不開坡口，對(duì)于板厚o．2mm的對(duì)接接頭，通常都采用卷邊的接頭形式。板厚小于o．8mm的微束等離子弧焊的常用接頭形式如圖1-2所示。

                              圖1-2

　2)夾具和金屬墊板   

微束等離子弧焊接為了保證精確的裝配和獲得高質(zhì)量的焊縫，必須使用裝配夾具或裝配—焊接聯(lián)合夾具。夾具的尺寸要求精密，裝卸要求方便，焊縫周圍的夾具零件要用非磁性材料(黃銅、不銹鋼)制造，防止焊接時(shí)電弧產(chǎn)生偏吹。

為了保證焊縫背面的良好成形，焊道背面要放上金屬墊板。一般的金屬墊板上均有成形槽，形狀可以是倒三角形、矩形或半橢圓形，成形槽寬度可為2～3mm，槽深0．2--0．5mm。當(dāng)焊件板厚小于0．3mm時(shí)，可以使用無(wú)槽的光墊板。金屬墊板的材料大多選用紫銅。一般情況下，金屬墊板常和裝配—焊接夾具結(jié)合在一起。

   3)增強(qiáng)保護(hù)效果

一般的微束等離子弧焊槍都帶有保護(hù)氣罩裝置(噴嘴)。但在有些情況下，如受焊縫的形式和位置所限，或焊件的結(jié)構(gòu)和尺寸所限，焊槍的保護(hù)氣罩對(duì)焊縫的保護(hù)并不完全有效，這時(shí)焊接夾具應(yīng)加設(shè)特殊的保護(hù)裝置，增強(qiáng)保護(hù)效果。

    保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)和方式因焊件而異，，是多種多樣的。如裝在正面焊縫兩側(cè)附近的反射屏(保護(hù)氣擋板兒可將散失的保護(hù)氣圻回，改善保護(hù)條件。再如，焊接管狀結(jié)構(gòu)件(或小型容器)時(shí)，可向管(或容器)內(nèi)部充保護(hù)氣，保護(hù)背面焊道。對(duì)某些焊件也可以設(shè)計(jì)專用保護(hù)噴嘴，如保護(hù)卷邊對(duì)接焊縫的專用噴嘴。

   通常增強(qiáng)保護(hù)的裝置都是與焊接夾具制造在一起，使夾具具有多種功能

     4)點(diǎn)固焊

    不使用焊接夾具的焊件，焊縫較長(zhǎng)時(shí)，要每隔3～5mm設(shè)置一個(gè)定位焊點(diǎn)，使其點(diǎn)固，否則焊接時(shí)要發(fā)生變形。點(diǎn)固焊使用的工藝參數(shù)可與焊接時(shí)相同或略小一些。使用夾具的焊件焊接，焊前不用點(diǎn)固焊。

     5)焊件焊前清理

  　工件焊接接頭待焊處及端邊焊前均要凈化處理，除去油污、銹等，其方法(化學(xué)的或機(jī)械的)與一般焊接的焊前處理相似，只不過(guò)是因薄件對(duì)污物敏感而應(yīng)更嚴(yán)一些。

  　 6)焊機(jī)準(zhǔn)備

  　焊接前要將待用的微束等離子弧焊機(jī)準(zhǔn)備好，并應(yīng)做以下檢查：

  　a．檢查微束等離子弧焊槍，內(nèi)容包括：焊槍的氣、水路要密封并暢通，鎢極、噴嘴的調(diào)整和更換要方便，能保證電極的同心度和內(nèi)縮量并可調(diào)，焊槍的控制按鈕應(yīng)好用，焊槍的手柄可靠地絕緣。

   b．檢查微束等離子弧焊機(jī)的電源，即包括電源的空載電壓能滿足要求，極性的接法正確，焊接電流又能均勻地調(diào)節(jié)，則電源合格。

　 c．檢查微束等離子弧焊機(jī)的控制系統(tǒng)，其內(nèi)容包括：檢查氣路：(分工作氣和保護(hù)氣)應(yīng)密封和暢通，流量應(yīng)能精細(xì)調(diào)節(jié)，氣閥電路的控制應(yīng)可靠。水路要保證暢通和密封，有水流開關(guān)的設(shè)備要檢查水流開關(guān)韻靈敏度。控制系統(tǒng)的電路主要檢查高頻引弧電路的點(diǎn)火(引弧)可靠性，提前送氣和滯后斷氣的控制可靠性。電流衰減電路應(yīng)工作可靠和速度可調(diào)，完整的焊接過(guò)程程序控制的可靠性等。有啟動(dòng)行走焊車的微束等離子弧焊機(jī)，還應(yīng)檢查焊接小車的調(diào)速系統(tǒng)和其控制程序。

    d．焊槍電極最好選購(gòu)鈰鎢電極，其直徑應(yīng)按工藝參數(shù)中的電流選擇。電流較大時(shí)選直徑1．2mm的電極。電流較小時(shí)可選用直徑0．8mm的電極。電極尖端磨成10’～15‘的圓錐角。電極的磨尖最好是使用專用的電極磨尖機(jī)磨制，這樣可以保證度數(shù)和不偏心。

    e. 調(diào)整鎢極對(duì)中時(shí)為了便于觀察，可以在焊機(jī)電源不接通的情況下只打高頻火花，從噴嘴觀察火花。若火花在孔內(nèi)圓周分布達(dá)到1／2～2／3時(shí)，就認(rèn)為對(duì)中正確。長(zhǎng)時(shí)間地使用高頻火花對(duì)中，也會(huì)使鎢極少量燒損，可以放少量氬氣保護(hù)。

    f. 檢查焊機(jī)循環(huán)水的冷卻效果。焊機(jī)在額定狀態(tài)下正常運(yùn)行，冷卻水的出口水溫以40～50℃為宜或以手感比體溫稍高些即可。焊機(jī)不通冷卻水不可使用。

    g．附有工件放大鏡的焊機(jī)，焊前要將放大鏡焦距調(diào)好，這對(duì)細(xì)小零件焊接時(shí)十分必要，若焊機(jī)不附放大鏡，則可以自選5～10倍的放大鏡臨時(shí)固定在距焊縫的適當(dāng)位置處，以供使用。

    h．按工藝技術(shù)文件規(guī)定的焊接工藝參數(shù)調(diào)節(jié)好焊機(jī)，經(jīng)試焊確實(shí)無(wú)誤后予以固定，等待使用。

    7)焊接操作

    a．微束等離子弧焊使用的電弧形態(tài)是聯(lián)合弧，即維弧、工作弧同時(shí)存在。

    b．當(dāng)焊縫間隙稍大，出現(xiàn)焊縫余高不夠或呈現(xiàn)下陷時(shí)，說(shuō)明焊縫金屬填充不夠，應(yīng)該使用填充焊絲。填充焊絲要選用與母材金屬同成分的專用焊絲，也可以使用從母材上剪下來(lái)的邊條。

    c．焊接時(shí)，轉(zhuǎn)移弧產(chǎn)生后不要立即移動(dòng)焊槍，要在原地維持一段時(shí)間使母材熔化，形成熔池后開始填絲并移動(dòng)焊槍。另外，焊槍在運(yùn)行中要保持前傾，手工焊時(shí)前傾角保持在60’～80’，自動(dòng)焊時(shí)前傾角應(yīng)為80‘～90‘。

    d．微束等離子弧的焊接是采用熔池?zé)o小孔效應(yīng)的熔透型焊接法，即用微弧將工件焊接處熔化到一定深度或熔透成雙面成形的焊縫。    ’

    e．焊接時(shí)噴嘴中心孔與待焊焊縫的對(duì)中要求高，偏差應(yīng)盡可能小，否則會(huì)焊偏或產(chǎn)生咬邊。

    f.焊接過(guò)程中的電弧熄滅或焊接結(jié)束時(shí)的熄弧，焊槍均要在原處停留幾秒，使保護(hù)氣繼續(xù)保護(hù)高溫的焊縫，以免氧化.

    此外，微束等離子弧焊電源空載電壓高，易使操作者觸電，應(yīng)注意防止。由于微束等離子弧焊槍體積小，在換噴嘴、換電極或電極對(duì)中時(shí)，都極易發(fā)生電極與噴嘴的接觸，這時(shí)若誤觸動(dòng)焊槍手把上的微動(dòng)按鈕，便會(huì)發(fā)生電極與噴嘴的電短路(打弧)，損壞噴嘴和電極，因此在更換電極、噴嘴或電極對(duì)中時(shí)，應(yīng)將電源切斷才能保證安全進(jìn)行。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　（完）