等离子焊接设备是如何工作的(上)

等离子焊接从火炬设计中获得独特的操作特性。如在TIG焊接中，在小直径钨电极的端部和工件之间形成电弧。但是，在等离子炬中，电极位于细孔铜喷嘴的后面。通过迫使电弧穿过喷嘴，形成特征柱状射流或等离子体。

通过选择喷嘴孔径，电流水平和等离子气体流量，可以产生三种不同的工作模式。

微等离子（0.1至15A）相当于microTIG，但柱状弧允许焊机以更长的弧长运行。在低焊接电流水平下电弧稳定，产生适合焊接非常薄的截面材料的“铅笔状”梁。

与传统TIG相似的中等电流等离子体（15至200A）也用于精密焊接操作，并且需要高水平的焊接质量。

通过增加电流水平和等离子体气流产生的钥匙孔等离子体（超过100A）。它产生一个非常强大的电弧等离子体，类似于激光束。在焊接过程中，等离子电弧通过金属切片产生钥匙孔，熔化的焊池围绕钥匙孔流动以形成焊缝。这种操作模式可以实现深入渗透和高焊接速度。

由于等离子弧是由专用的割炬装置和系统控制器产生的，所以该设备可以作为传统TIG设备的附加装置获得，以提供额外的引弧和分离等离子体和保护气体。另外，也可以使用特制的等离子设备。尽管在等离子和TIG设备方面有相似之处，但在以下几个方面有一些重要的区别，分别是能量源、火炬、后援系统、防护装备和能量源。

等离子焊接的电源几乎全部是直流电，并且与在TIG中一样，在给定的电源设置下，下垂的或恒定电流的输出特性将基本上提供恒定的电流。电源对于机械化焊接是理想的，因为即使在电弧长度变化的情况下，它也能保持电流设定，并且在手动焊接中，它可以适应焊机的自然变化。

等离子体工艺通常以电极负极性运行，以使电极中产生的热量最小化（在电极产生的热量的1/3左右，在阴极以2/3rds的量产生）。但是，可以使用特殊的焊枪，以便根据有效的冷却来防止电极熔化，从而进行电极正极性的操作。正极焊炬用于焊接需要阴极在材料上去除氧化膜的铝。

AC通常不用于等离子体工艺，因为交流电弧难以稳定。重新点燃电弧的问题与喷嘴的收缩，由于电极正极性的交替周期引起的电极到工件的距离和电极的球化有关。方波交流（逆变器，开关直流）电源，采用高效冷却的割炬，使得交流等离子体工艺更容易使用; 快速电流切换促进电弧重燃，并且通过以非常短的电极正极性周期进行操作，电极加热减少，因此可以维持尖锐的电极。