SGS焊接知識(shí)小百科：變極性等離子弧焊介紹

原理簡介

變極性等離子焊，Variable Polarity Plasma Arc Welding，簡稱VPPAW。它是使用了特殊設(shè)計(jì)的焊接電源和控制系統(tǒng)，通過極性的可控變換，從而可獲得正接（DC/-）時(shí)間較長，反接（DC/+）時(shí)間較短且電流值分別可調(diào)的電流波形。在工件接電源正極的時(shí)段中(正接DC/-），焊槍可以有效地加熱工件，此時(shí)鎢極不會(huì)發(fā)生過熱；而在工件接電源負(fù)極的時(shí)段內(nèi)（反接DC/+），則可以利用“陰極霧化”作用清理焊接區(qū)的氧化物。通過控制正、負(fù)極性時(shí)的電流大小以及變換的頻率，還可以分別調(diào)節(jié)熔透情況和陰極霧化清理的強(qiáng)度。

圖片來源：央視新聞

工藝優(yōu)點(diǎn)

由于變極性等離子焊的電源的特殊設(shè)計(jì)，促成了它有如下的工藝優(yōu)點(diǎn)：

1. 因?yàn)樗堑入x子電弧，所以，焊接電弧溫度高，電弧能量集中，焊接熔深大，對(duì)中厚鋁合金板的焊接（6-12mm），不開坡口單面焊雙面成形，也能保證熔透。
2. 變極性等離子弧的陰極清理作用可將污染物從熔池吹走，在破除鋁合金的氧化膜效果方面也很好，所以焊前可以不進(jìn)行去除氧化膜處理（如堿洗、酸洗或打磨、機(jī)加工等方式處理），只進(jìn)行簡單清理即可（如去油，去灰等）。
3. 由于等離子弧能形成小孔效應(yīng)，金屬熔池內(nèi)的氣體能通過小孔全部排出，氣體殘存于焊縫中的量少，所以焊縫的氣孔率低。
4. 等離子弧能快速穿透整個(gè)焊縫，所以焊縫正面和反面的受熱基本一致，焊后正反面焊縫的收縮也一致，所以焊縫的角變形小。
5. 等離子弧能量集中，焊接速度快，所以焊接熱影響區(qū)窄，工件總體變形小。
6. 因?yàn)樗鼏螌雍竿傅暮穸却螅酝瑯雍穸鹊漠a(chǎn)品，焊接層數(shù)少，焊縫寬度窄，焊材消耗量小，生產(chǎn)效率高、總體成本低，效益提高。
7. 因?yàn)楫a(chǎn)生等離子弧的鎢極，縮在噴嘴內(nèi)不與工件接觸，減少鎢極損耗，并有效防止焊縫的金屬夾鎢缺陷。
8. 因?yàn)楹附訒r(shí)，熱影響區(qū)小，氣孔少，夾鎢缺陷少，X射線探傷合格率高，所以焊縫接頭力學(xué)性能好，焊接總體質(zhì)量更有保證。

工藝缺點(diǎn)

由于它的電源及整個(gè)控制系統(tǒng)是特殊設(shè)計(jì)，變極性等離子焊也有它的弱點(diǎn)：

1. 因?yàn)樗械入x子電源系統(tǒng)，送絲系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，等離子焊槍等，設(shè)備復(fù)雜，初始成本高。
2. 因?yàn)樗贿m合于普通的手工焊接，一般都是機(jī)械化焊接，所以，坡口的制備精度，組對(duì)精度，零部件的尺寸精度，都對(duì)焊接的質(zhì)量產(chǎn)生影響。
3. 對(duì)薄型的（0.5-2mm）產(chǎn)品，形狀復(fù)雜的產(chǎn)品，焊接應(yīng)用困難。
4. 由于要產(chǎn)生等離子弧，生產(chǎn)過程中的各類氣體消耗量大。
5. 焊接工藝的調(diào)試比較復(fù)雜。

應(yīng)用領(lǐng)域

1. 航空航天領(lǐng)域：登月火箭的液氫、液氧儲(chǔ)罐等。
2. 汽車運(yùn)輸領(lǐng)域：鋁合金儲(chǔ)罐等。
3. 醫(yī)療器械領(lǐng)域：消毒柜等。

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