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1、国家职业资格培训教材 技能型人才培训用书技能型人才培训用书 国家职业资格培训教材编审委员会 编 焊工焊工( (中级中级) ) 吴全生 主编 国家职业资格培训教材国家职业资格培训教材 技能型人才培训用书技能型人才培训用书 依据劳动和社会保障部 制定的国家职业标准要求编写 第七章第七章 等离子弧焊与切割等离子弧焊与切割 培训学习目标培训学习目标 了解等离子弧焊与切割的特点，达 到正确使用，焊接和切割出合格产品。 第七章第七章 等离子弧焊与切割等离子弧焊与切割 第七章 等离子弧焊与切割 目 录 第一节第一节 等离子弧焊与切割概述等离子弧焊与切割概述 一、等离子弧的产生及特点 二、等离子弧焊方法的分类
2、 三、等离子弧切割 第二节第二节 等离子弧焊的焊接参数等离子弧焊的焊接参数 一、焊接电源、电极及气体 二、焊接参数 三、主要焊接参数的匹配规律 第三节第三节 等离子弧的切割参数等离子弧的切割参数 一、切割分类 二、切割参数 第七章第七章 等离子弧焊与切割等离子弧焊与切割 第七章 等离子弧焊与切割 目 录第四节第四节 等离子弧焊与切割技能训练实例等离子弧焊与切割技能训练实例 训练1 1Cr18Ni9Ti不锈钢板的对接平焊单面焊 双面成形 训练2 碳素钢板空气等离子弧切割 第五节第五节 等离子弧焊与切割的安全操作规程等离子弧焊与切割的安全操作规程 一、电击 二、有害气体 三、金属粉尘 四、噪声 五
3、、弧光辐射 六、高频电磁场 复习思考题复习思考题 第七章第七章 等离子弧焊与切割等离子弧焊与切割 第七章 等离子弧焊与切割 第一节第一节 等离子弧焊与切割概述等离子弧焊与切割概述 一、等离子弧的产生及特点一、等离子弧的产生及特点 1.等离子弧 等离子弧是利用等离子枪将阴极(如钨极)和阳极之间的自由电 弧，压缩成弧柱截面积小、高温、高能量密度、高电离度及高焰流 速度的电弧。 2.等离子弧的产生 3.等离子弧的类型 (1)非转移型等离子弧 在电极与喷嘴之间建立的等离子弧即为非转移型等离子弧，也 称为等离子焰，如图7-1a所示。 (2)转移型等离子弧 在电极与焊件之间建立的等离子弧即为转移型等离子弧
4、，如图 7-1b所示。 第七章 等离子弧焊与切割 第一节第一节 等离子弧焊与切割概述等离子弧焊与切割概述 图7-1 等离子弧的类型 a)非转移型 b)转移型 c)联合型 1钨极 2喷嘴 3转移弧 4非转移弧 5焊件 6冷却水 7弧焰 8离子气 (3)联合型等离子弧 当非转移型等离子弧和转移型等离子弧同时存在时，则称为联 合型等离子弧。 第七章 等离子弧焊与切割 第一节第一节 等离子弧焊与切割概述等离子弧焊与切割概述 4.等离子弧的优点 (1)温度高、能量集中 (2)导电及导热性能好 (3)电弧的挺直度好，稳定性强 (4)冲击力大 (5)焊接参数调节性好 第七章 等离子弧焊与切割 第一节第一节
5、等离子弧焊与切割概述等离子弧焊与切割概述 5.等离子弧的缺点 1)焊枪尺寸较大，既笨重，又影响焊工在操作时的观察。 2)焊枪的结构及电气的控制线路比较复杂。 3)采用转移弧时，如果焊接参数选择不正确或喷嘴设计不合理 ，就可能出现双弧现象。 防止产生双弧现象的措施： 1)正确选择焊接电流及离子气流量。 2)减少转移型等离子弧的冲击电流。 3)喷嘴孔道不要太长。 4)电极和喷嘴应该尽可能的对中。 5)喷嘴距焊件的距离不要太近。 6)电极内缩量不要太大。 7)加强对喷嘴和电极的冷却。 二、等离子弧焊方法的分类二、等离子弧焊方法的分类 1.穿透(小孔)型等离子弧焊 第七章 等离子弧焊与切割 第一节第一
6、节 等离子弧焊与切割概述等离子弧焊与切割概述 电弧在熔池前穿透焊件形成小孔，随着热源的移动，在小孔 后面形成焊道的焊接方法称为穿透型等离子弧焊。穿透型等离子 弧焊只能在一定的板厚范围内实现。 2.熔透型等离子弧焊 熔透型等离子弧焊，是在焊接过程中熔透焊件的焊接方法。 这种焊接方法多用于板厚小于3mm的薄板单面焊接双面成形以及 厚板的多层焊。 3.微束等离子弧焊 利用小电流(通常为30A以下)进行焊接的等离子弧焊，也被称为 微束等离子弧焊。它是采用 0.6 1.2mm的小孔径压缩喷嘴及联 合型等离子弧。 第七章 等离子弧焊与切割 第一节第一节 等离子弧焊与切割概述等离子弧焊与切割概述 三、等离子
7、弧切割三、等离子弧切割 1.等离子弧切割的原理 等离子弧切割方法是指利用等离子弧的热能实现金属材料熔化 的切割方法。等离子弧切割设备包括电源、控制箱、气路系统、水 路系统和割枪等。 2.等离子弧切割的特点 与机械切割相比，等离子弧切割具有切割厚度大、装卡割 件简单、切割灵活以及可以切割曲线等优点，不足之处是等离子 弧的切割公差大，切割过程中会产生弧光辐射、烟尘及噪声等公 害。 与氧乙炔焰切割相比，等离子弧切割优点具有能量集中， 切割变形小以及起始切割时，不用进行割件的预热等；不足之处 是等离子弧切割设备费用高，切割用电源空载电压高，不仅耗电 量大，而且在割枪绝缘不好的情况下，会导致操作人员发生
8、触电 事故。 第七章 等离子弧焊与切割 第二节第二节 等离子弧焊的焊接参数等离子弧焊的焊接参数 一、焊接电源、电极及气体一、焊接电源、电极及气体 1.等离子弧电源 等离子弧电源是具有陡降的外特性，对于一般的等离子弧电 源焊接、等离子弧喷涂和等离子弧堆焊，为了便于起弧，要求空载 电压在80V以上；对于专用等离子弧切割和等离子弧喷涂，则要求 空载电压在150V以上；大厚度切割或自动等离子弧切割的空载电 压要求高达400V。 等离子弧电源采用纯Ar气或 (Ar)93%+ (H2)7%的混合气体作 离子气体时，电源的空载电压为6580V；如果采用纯He或 (H2) 高于7%及He的混合气体时，为了可靠
9、的引弧，要采用较高的空载 电压。 2.电极 等离子弧电极多采用钍钨或铈钨材料。直流正接时，电极的端 部应该磨成2060的夹角，电极端部形状如图7-4a、图7-4b、图 7-4c所示；在直流正接大电流焊接时，电极的端部要磨成锥球形 第七章 等离子弧焊与切割 第二节第二节 等离子弧焊的焊接参数等离子弧焊的焊接参数 图7-4 电极端部形状 a)尖锥形 b)圆台形 c)圆台尖锥形 d)锥球形 e)球形 f)尖锥球形 或球形，如图7-4d、图7-4e所示；在交流电源焊接时，电极作成尖 锥球形，如图7-4f所示。 3.电极内缩长度 电极内缩长度Lr一般选取Lr=L0.2mm(L0为喷嘴孔道长度)。 第七章
10、 等离子弧焊与切割 第二节第二节 等离子弧焊的焊接参数等离子弧焊的焊接参数 4.电极与喷嘴的同轴度 电极的同轴度可以根据电极与喷嘴间的高频火花分布情况进行 检测，焊接时一般要求高频火花布满圆周的75%81%以上。 5.喷嘴 喷嘴的基本结构见图7-6。 图7-6 喷嘴的基本结构 第七章 等离子弧焊与切割 第二节第二节 等离子弧焊的焊接参数等离子弧焊的焊接参数 二、焊接参数二、焊接参数 1.焊接电流2.焊接速度3.喷嘴高度 4.保护气体 等离子弧焊所用的 气体主要有： (1)氩气(Ar) (2)氩气+氢气(Ar+H)混合气 (3)氩气+氦气(Ar+He)混合气 (4)氩气+二氧化碳气(Ar+CO)
11、混合气 (5)氦气(He) 5.离子气流量 第七章 等离子弧焊与切割 第二节第二节 等离子弧焊的焊接参数等离子弧焊的焊接参数 三、主要焊接参数的匹配规律三、主要焊接参数的匹配规律 1)在等离子气流量一定时，焊接速度增加，就要相应地增大焊 接电流。 2)在焊接速度一定时，离子气流量增加，就要相应减小焊接电 流。 3)在焊接电流一定时，离子气流量增加，就要相应增大焊接速 度。 第七章 等离子弧焊与切割 第三节第三节 等离子弧的切割参数等离子弧的切割参数 一、切割分类一、切割分类 等离子弧切割主要有一般等离子弧切割、水再压缩等离子弧 切割、空气等离子弧切割等三种。 1.一般等离子弧切割 一般等离子弧
12、切割可以采用转移弧或非转移弧。通常，中厚 板以上的金属材料等离子弧切割都采用转移型。 2.水再压缩等离子弧切割 水再压缩等离子弧切割是在喷嘴出口附近，用水把等离子弧再 进行一次压缩。 3.空气等离子弧切割 (1)单一式空气等离子弧切割 利用空气压缩机提供的压缩空气，作为工作气体和排除熔化金 属的气流。 第七章 等离子弧焊与切割 第三节第三节 等离子弧的切割参数等离子弧的切割参数 (2)复合式空气等离子弧切割 采用内外两层喷嘴，内喷嘴接入工作气体，外喷嘴接入压缩 空气，这样既可以利用压缩空气在切割区的放热反应，提高切割速 度；又可以避免空气与电极的直接接触。 二、切割参数二、切割参数 1.切割气
13、体 等离子弧切割常用气体见表7-6。 表7-6 等离子弧切割常用气体 第七章 等离子弧焊与切割 第三节第三节 等离子弧的切割参数等离子弧的切割参数 等离子弧 的 切割参数 切割电流 切割电压 空载电压 切割速度 气体流量 喷嘴高度 电极 内缩量 第七章 等离子弧焊与切割 第四节第四节 等离子弧焊与切割技能训练实例等离子弧焊与切割技能训练实例 焊接操作 1)将焊件放在平台上，为保证背面成形良好，背面可以垫铜垫 板。 2)按表7-7调整好焊接参数。 3)调整焊枪，使等离子弧严格对中焊缝中心线。 4)开始焊接，薄板等离子弧焊接采用不添加焊丝，单面焊接双 面成形工艺。为了防止烧穿，采用微束等离子弧焊接
14、方法。 表7-7 1Cr18Ni9Ti不锈钢等离子弧焊的焊接参数 训练1 1Cr18Ni9Ti不锈钢板的对接平焊单面焊双面成形 第七章 等离子弧焊与切割 第四节第四节 等离子弧焊与切割技能训练实例等离子弧焊与切割技能训练实例 等离子弧切割操作 1)把割件放在工作台上，检查切割机的线路接法是否正确。 2)穿戴好劳动保护用品。 3)开启排尘系统。 4)检查切割机的气路表压、控制系统。 5)按表7-8选择空气等离子弧切割参数。 6)按启动按钮，割枪对准工件的端面开始切割。 7)切割完毕，按停止按钮，切断电源。 表7-8 板厚12mm碳素钢空气等离子弧切割的参数 训练2 碳素钢板空气等离子弧切割 第七
15、章 等离子弧焊与切割 第五节第五节 等离子弧焊与切割的安全操作规程等离子弧焊与切割的安全操作规程 等离子弧焊接与切割防电击措施： 1)每次移动焊、割机后，仔细检查接地是否可靠。 2)更换喷嘴时，要在电路断开的情况下操作。 3)手工操作等离子弧焊接与切割时，触电的危险性更大，电源 要可靠接地，要经常检查割枪的手把及系统内的绝缘是否良好。 解决办法是：加强操作环境的通风，使有害气体、金属烟尘 在操作环境中的含量达到卫生环保要求。 解决办法是： 1)带耳塞或耳罩进行个人防护。 2)采用机械化等离子弧焊接与切割，操作者可以在隔音良好的 一、电击一、电击 二、有害气体二、有害气体 三、金属粉尘三、金属粉
16、尘 四、噪声四、噪声 第七章 等离子弧焊与切割 第五节第五节 等离子弧焊与切割的安全操作规程等离子弧焊与切割的安全操作规程 防止紫外线和弧光辐射的措施是： 1)操作人员要穿白色防护服、戴面罩(带护目镜)和手套。 2)大电流切割时，护目镜用反射式镜片，镜片以绿色或黄色 为好，能有效吸收紫外线。 高频电磁场的防止 (1)尽量缩短高频对人体的作用时间 (2)选择合适的高频振荡器频率 五、弧光辐射五、弧光辐射 六、高频电磁场六、高频电磁场 工作室内操作。 3)等离子弧切割在水中进行，用水来吸收噪声。 复习思考题复习思考题 1.什么是等离子弧? 2.等离子弧如何产生? 3.对自由电弧的压缩形式有哪几种? 4.等离子弧有哪几种形式? 5.等离子弧的优点有哪些? 6.防止产生双弧的措施有哪些? 7.根据焊缝成形原理，等离子弧焊方法有哪几种? 8.简述等离子弧切割的原理。 9.简述等离子弧电源特点。等离子弧焊的焊接参数 有哪些? 10.焊接电流、焊接速度、离子气流量三者匹配关系 如何? 11.等离子弧切割的主要参数有哪些?
