等離子弧焊接和切割

等離子弧的產生：

（1）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�。菏芡獠烤惺鴹l件的影響使弧柱受到壓縮的電弧。

自由電弧弧區(qū)內的氣體尚未完全電離，能量未高度集中，而等離子弧弧區(qū)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(tài)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。

（2）等離子弧的產生

在鎢極與噴嘴之間或鎢極與工件之間加一較高電壓，經高頻振蕩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后，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。

當小直徑噴嘴，大的氣體流量和增大電流時，等離子焰自噴嘴噴出的速度很高，具有很大的沖擊力，這種等離子弧稱為“剛性弧”，主要用于切割金屬。反之，若將等離子弧調節(jié)成溫度較低、沖擊力較小時，該等離子弧稱為“柔性弧”，主要用于焊接。

等離子弧焊接是指用等離子弧作為熱源進行焊接的方法稱為等離子孤焊接。

焊接時離子氣（形成離子弧）和保護氣（保護熔池和焊縫不受空氣的有害作用）均為純氬。

等離子弧焊所用電極一般為鎢極（與鎢極氬弧焊相同，國內主要采用釷鎢極和鈰鎢極，國外還采用鋯鎢極和鋯極），有時還需填充金屬（焊絲）。一般均采用直流正接法（鎢棒接負極）。故等離子弧焊接實質上是一種具有壓縮效應的鎢極氣體保護焊 。