不锈钢等离子弧焊试验研究(5)
1.4.1穿孔型等离子弧焊接
利用等离子弧能量密度和等离子流力大的特点，可在适当参数下实现熔化穿孔型焊接。这时等离子弧把工件完全熔透并在等离子流力作用下形成一个穿透工件的小孔，熔化金属被排挤在小孔周围，随着等离子弧在焊接方向移动，熔化金属沿电弧周围熔池壁向熔池后方移动，于是小孔也就跟着等离子弧向前移动。稳定的小孔焊接过程是不采用衬垫实现单面焊双面一次成形的好方法，因此受到特别重视。一般大电流等离子弧（100～300A）焊大都采用这种方法。
应该指出的是，穿孔的效应只有在足够的能量密度条件下才能形成。板厚增加时所需能量密度也增加。由于等离子弧的能量密度难以进一步提高，因此穿孔型等离子焊接只能在有限板厚内进行。目前生产应用的板厚范围为：碳钢小于7mm，不锈钢8～10mm，钛10～12mm。
1.4.2熔入型等离子弧焊接
当等离子弧的离子气流量减小、穿孔效应消失时，等离子弧仍可进行对接、角焊接。这种熔入型等离子弧焊接方法基本上跟钨极氩弧焊相似，适用于薄板、多层焊缝的盖面及角焊缝，可加或不加填充焊丝，优点是焊接速度较快。
1.4.3微束等离子弧焊接
15～30A以下的熔入型等离子弧焊接通常称为微束等离子弧焊接。由于喷嘴的拘束作用和文弧电流的同时存在，使小电流的等离子弧可以十分稳定，目前已成为焊接金属薄箔的有效方法。为保证焊接质量，应采用精密的焊接夹具以保证焊接质量和防止焊接变形。工件表面的清洁应给予特别重视。为了便于观察，可采用光学放大观察系统。
1.4.4脉冲等离子弧焊接
穿孔型、熔入型及微束等离子弧焊接均可采用脉冲电流法，借以提高焊接过程的稳定性，控制全位置焊接焊缝成形，减小热影响区宽度和焊接变形。脉冲频率一般为15Hz以下，脉冲电源结构形式主要为晶闸管式或晶体管式。
1.4.5熔化极等离子弧焊接
这是20世纪70年代提出的方法。这种方法可以看作是等离子弧焊和熔化极气保护焊的组合。值得注意的是，这里等离子弧仍需要在非熔化电极和焊件之间形成。而通过焊丝的电流则仍然决定着熔滴过渡的特点，焊丝电流小于某一临界值时为大滴过渡，但这时飞溅很小，大于临界值时成旋转射流过渡。前者适用于厚板深熔焊或薄板高速焊接，后者适用于堆焊。
1.5课题的任务及目的
利用MOTOMAN 弧焊机器人系统、美国飞马特等离子弧焊、国产微束等离子弧焊设备来研究不锈钢等离子弧焊的焊接特性。通过对不锈钢等离子弧焊的焊接工艺试验，研究工艺参数对焊接质量的影响，并对焊接接头进行宏观组织分析，为今后继续开展该方向课题研究打下良好基础。
2 0.5mm不锈钢薄板的微束等离子弧焊试验
2.1实验设备
微束等离子弧焊试验设备采用LHM8-16 脉冲微束等离子焊机设备，配备相应的辅助设备可实现自动焊接。由于具有脉冲工作方式，因此溶池容易控制，热影响区小，对于薄板焊接尤其适用，可对厚度为0．05— 0．8mm的低合金钢、可阀合金、蒙耐尔合金、镍及其合金、不锈钢、钛及其合金、铜及其合金等多种金属材料工件进行精密焊接。具有稳定可靠、调节精度高、观察方便等优点。主要技术参数 ：输入电源 单相220V 50HZ ；主弧空载电压 80V ；额定输出电流 16A ；额定负持续率 60％；脉冲峰值电流调节 0．4—16A ；脉冲底值电流调节 0．4—16A； 脉冲频率调节范围 1—45HZ ；脉冲占空比调节 25％—75％ ；焊接电流衰减时间 0—5S ；重量 37Kg ；外形尺寸(长X宽X高) 570X290X460mm。另外自己配置了一个简单的焊枪自动行走装置（如图1、图2）。
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