简介：手工等离子弧焊设备由焊接电源、焊枪、控制系统、气路和水路系统等部分组成

关键词：焊机，焊枪，孔道比

一．设备组成

    和TIG焊相似，手工等离子弧焊设备由焊接电源、焊枪、控制系统、气路和水路系统

等部分组成，见图1-1

                                                     图1-1

二．焊接电源

通常都采用直流电源。焊接铝、镁及其合金时，采用交流电源，主要是和J用阴极清理(破

碎)作用。采用脉冲直流电源是为了更好地控制焊接工艺参数，其脉冲频率和脉冲宽度可以

调节。

凡具有下降或垂直下降外特性的电源都可供等离子弧焊使用。空载电压视所用等离子气而定，若用纯Ar或Ar+H2(φ(H2)<7％)混合气体作等离子气，最好在80V左右或再稍高些，可达120V；若用纯He或其它混合气体，为了可靠地引弧，则空载电压还需更高一些。

通常焊接电流大于30A·以上的等离子弧焊都采用转移型电弧，即先在钨极与喷嘴之间引燃非转移弧，然后再在钨极与工件之间建立转移弧，转移弧形成后随即切除非转移弧，两

个电弧不同时存在。因此，可以合用一个电源，只在电路上非转移弧的电流低一些(通常是串联电阻R)，其焊接主电路见图1-2-a

                  图1-2

电流在30A以下的微束等离子弧焊都采用联合型弧，非转移型弧和转移型同时存在，故需采用两个独立的电源，其主电路见图1-2-b。当使用的最小焊接电流≥5A时，可以不用维弧电源.

电弧引燃通常采用非接触式，和TIG焊一样，在焊接回路中叠加一个高频荡器或小功率高压脉冲引弧装置；靠高频火花或高压脉冲使钨极与喷嘴之间引燃非转移弧。

三．焊枪

焊枪是等离子弧焊设备中关键组成部分，须通过焊枪产生高能量密度的等离子弧。其结构设计是否合理与完善，安装与使用是否正确，直接影响焊枪的使用性能和寿命，焊接过程稳定性以及焊缝成形质量等。

1．对焊枪的性能要求

1)便于引燃电弧并保证使用过程稳定可靠；

2)钨极和喷嘴的对中要求十分精确，装配、调节和更换喷嘴要简便，具有可靠的绝缘、密封和冷却性能；

3)须有离子气和保护气的单独通道，保证喷出的保护气流具有良好的保护作用；

4)外形尺寸应具有良好的可达性和可见性，以便焊接时能接近焊件并能观察到熔池和焊缝情况。

2．焊枪的结构

(1)组成

等离子弧焊枪的结构大体上是由上枪体、下枪体和喷嘴几个主要部分组成；图1-3-a是大电流(300A)等离子弧焊用的焊枪典型结构。上枪体主要包括上枪体水套、钨极夹持机构、调节螺母、绝缘罩与水电接头等，作用是夹持并冷却钨极，对钨极导电以及调节钨极的对中与内缩长度等；下枪体是由下枪体水套、等离子气室、保护气气室、进气管及水电接头等组成，作用是对下枪体及喷嘴进行冷却、安装喷嘴与保护罩、输送等离子气与保护气以及对喷嘴导电等。由于上、下枪体都接电

且极性不同，故上下枪体之间用一个绝缘柱和绝缘套相联结。

                                                        图1-3

图1-3b为微束等离子弧(16A)典型焊枪。与上述大电流焊枪的区别在于喷嘴直接(图中a)或间接(图中b)水冷。大电流焊枪的冷却水从下枪体5进，经上枪体9出。上下枪体之间由绝缘柱7和绝缘套8隔开进出水口，也是水冷电缆的接口，电极夹在电极夹头10中并通过螺母12锁紧，电极夹头从上冷却套(上枪体)插入，并借带绝缘套的压紧螺母12锁紧。离子气和保护气分两路进入下枪体。微束等离子弧焊枪中电极夹头有一压紧弹簧，按下电极夹头顶部可实现接触短路回抽引弧。

(2)压缩喷嘴

简称喷嘴，是等离子弧焊枪的关键零件，它的结构类型和尺寸以及与钨极的相互位置,对等离子弧性能起决定性作用。图1-4表示了钨极、喷嘴与工件的相互位置及主要尺

寸。

                       图1-4

1)喷嘴孔径dn。 dn的大小决定着等离子弧柱的直径和能量密度，应根据焊接电流和等离子气流量来确定。对于给定的电流和离子气流量，dn愈大压缩作用愈小，若dn过大，则无压缩效果；若过小则会引起双弧现象(详见后述)，破坏了等离子弧的稳定性。表1-5给出了等离子弧电流与喷嘴孔径dn的关系，随着dn的增加，离子气的流量的也相应增加。

                     表1-5