等離子弧焊接是借助于水冷噴嘴對電弧的拘束作用，從而獲得較高能量密度的等離子弧進行焊接的方法。

等離子弧是通(tong)過以下三(san)種(zhong)壓縮作用(yong)獲得的：

 ①. 機械壓(ya)縮，它(ta)利用(yong)水冷噴嘴孔道限制弧柱直(zhi)徑，來提高(gao)弧柱的能(neng)量密度和溫度。

 ②. 熱收縮，由于水冷(leng)噴(pen)嘴(zui)溫度較低，從而(er)在噴(pen)嘴(zui)內壁(bi)建立起一(yi)層冷(leng)氣膜，迫使弧柱導電(dian)斷(duan)面進一(yi)步減小，電(dian)流密度進一(yi)步提高，弧柱這種收縮謂之“熱收縮”，也可叫做“熱壓(ya)縮”。

 ③. 磁收(shou)縮(suo)(suo)，弧柱電(dian)流(liu)本身產生的磁場對弧柱有壓縮(suo)(suo)作(zuo)用(yong)（即磁收(shou)縮(suo)(suo)效應）。電(dian)流(liu)密(mi)度愈，磁收(shou)縮(suo)(suo)作(zuo)用(yong)愈強。

按電源聯接方式，等離子弧有非轉(zhuan)移型(xing)、轉(zhuan)移型(xing)和聯合(he)型(xing)三種形式：

 ①. 非轉移型離(li)子弧(hu)(hu)，鎢(wu)極接電源負(fu)極，噴(pen)嘴接電源正極，等(deng)離(li)子弧(hu)(hu)體產生在(zai)鎢(wu)極與(yu)噴(pen)嘴之(zhi)間，在(zai)離(li)子氣流(liu)壓(ya)送下，弧(hu)(hu)焰從(cong)噴(pen)嘴中噴(pen)出(chu)，形成等(deng)離(li)子焰（圖6-7a)

 ②. 轉(zhuan)移(yi)(yi)型(xing)等離子(zi)弧(hu)，鎢極接電源負極，工件(jian)接電源正(zheng)極，等離子(zi)弧(hu)體產生于鎢極與工件(jian)之間（圖6-7b).轉(zhuan)移(yi)(yi)弧(hu)難以(yi)直接形(xing)成，必須(xu)先引燃非轉(zhuan)移(yi)(yi)弧(hu)，然后才(cai)能過(guo)渡到轉(zhuan)移(yi)(yi)弧(hu)，金(jin)屬(shu)焊接、切割幾乎都是采用(yong)轉(zhuan)移(yi)(yi)型(xing)弧(hu)，因為轉(zhuan)移(yi)(yi)弧(hu)能把更(geng)多的熱量傳遞給工件(jian)。

 ③. 聯(lian)(lian)合(he)(he)型等(deng)離子(zi)弧(hu)(hu)，工作時(shi)非轉移(yi)弧(hu)(hu)和(he)轉移(yi)弧(hu)(hu)同(tong)時(shi)并存，則稱之謂聯(lian)(lian)合(he)(he)型等(deng)離子(zi)弧(hu)(hu)。主(zhu)要用(yong)于微束等(deng)離子(zi)弧(hu)(hu)焊和(he)粉末堆焊等(deng)方面。

 等離子弧焊焊接原理見圖6-8.焊槍中的鎢極處于噴嘴的中心位置，形成電弧等離子體的是氬氣，外層保護氣體可用氬氣，也可用氬氣＋氫氣的混合氣。

 等(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)設(she)(she)備(bei)分(fen)為手工(gong)焊(han)(han)(han)(han)(han)和(he)(he)自動焊(han)(han)(han)(han)(han)兩(liang)大(da)類。手工(gong)焊(han)(han)(han)(han)(han)設(she)(she)備(bei)由焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)源、焊(han)(han)(han)(han)(han)槍(qiang)、控制電(dian)(dian)路(lu)、氣(qi)路(lu)和(he)(he)水路(lu)等(deng)部分(fen)組(zu)成(cheng)。自動焊(han)(han)(han)(han)(han)設(she)(she)備(bei)則由焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)源、焊(han)(han)(han)(han)(han)槍(qiang)、焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)小車（或轉動胎具）、控制電(dian)(dian)路(lu)、氣(qi)路(lu)及水路(lu)等(deng)部分(fen)組(zu)成(cheng)。按照焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)流(liu)的(de)大(da)小，等(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)設(she)(she)備(bei)又可分(fen)為大(da)電(dian)(dian)流(liu)等(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)設(she)(she)備(bei)和(he)(he)微(wei)束等(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)設(she)(she)備(bei)兩(liang)大(da)類。等(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)的(de)電(dian)(dian)源采用具有(you)陡降外(wai)特性的(de)直流(liu)電(dian)(dian)源。

等離子(zi)弧焊接與鎢極氬弧焊相(xiang)比具(ju)有下列特點：

 ①. 電弧能(neng)量集中且(qie)溫(wen)度高，焊接(jie)(jie)(jie)(jie)過(guo)程(cheng)中電弧穩定，焊接(jie)(jie)(jie)(jie)速(su)度快。可以縮小焊接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)熱影響區且(qie)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)變形小，還能(neng)提高焊縫內在和(he)外(wai)部質量，使焊接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)力學性(xing)(xing)能(neng)和(he)耐腐蝕性(xing)(xing)能(neng)均優于(yu)鎢極氬弧焊。

 ②. 電弧(hu)(hu)呈圓柱形且(qie)挺(ting)直(zhi)性好(hao)，弧(hu)(hu)長變化對焊件表面加(jia)熱點(dian)的(de)能量密度(du)影(ying)響小；不會(hui)由于(yu)弧(hu)(hu)長的(de)改變而(er)影(ying)響焊縫成形。等離(li)子弧(hu)(hu)焊噴嘴到焊件之間距離(li)高(gao)達(da)6.4mm,弧(hu)(hu)柱仍不會(hui)飄移。

 ③. 當(dang)焊接電流小到0.1A時，電弧仍能穩(wen)定燃燒，并保持良好的挺(ting)度(du)和方(fang)向性(xing)。

 ④. 鎢(wu)(wu)極縮于噴(pen)嘴內，可減(jian)少(shao)鎢(wu)(wu)極對焊縫的污(wu)染。

 ⑤. 穿(chuan)透性等離(li)子弧焊(han)接時，焊(han)件不(bu)(bu)開坡口，背(bei)面無襯墊，可實現單面焊(han)雙面成形。但此時不(bu)(bu)適宜手(shou)工操作，靈(ling)活性不(bu)(bu)如手(shou)工鎢極氬弧焊(han)。

 ⑥. 設(she)備較復雜，工藝參數因(yin)素多，匹配要求較嚴格，噴嘴使用壽命較短且氣(qi)體(ti)耗量較大，只宜(yi)在室(shi)內焊接。等離子(zi)弧(hu)焊與鎢極氬弧(hu)焊一樣(yang)，有(you)手工操作(zuo)和機械(xie)化操作(zuo)之分；也(ye)有(you)不加填充焊絲與加填充焊絲之分。

大電流等(deng)離子(zi)弧焊(han)接按焊(han)縫(feng)成形(xing)機理，可分(fen)為：

 ①. 穿透型等離子弧焊(han)

 它是(shi)以電弧(hu)在(zai)熔(rong)池前穿(chuan)透工件(jian)形(xing)(xing)成小(xiao)(xiao)孔(kong)，隨著(zhu)熱(re)源移動在(zai)小(xiao)(xiao)孔(kong)后形(xing)(xing)成焊(han)(han)道(dao)的(de)(de)一種(zhong)(zhong)焊(han)(han)接(jie)(jie)方法(fa)，又稱(cheng)穿(chuan)孔(kong)焊(han)(han)或(huo)鎖孔(kong)焊(han)(han)。在(zai)焊(han)(han)接(jie)(jie)厚為(wei)2.5~8.0mm的(de)(de)奧氏體型(xing)不(bu)銹鋼(gang)時(shi)(shi)，可(ke)以不(bu)開坡口，不(bu)留間(jian)隙或(huo)留間(jian)隙小(xiao)(xiao)于0.5mm,依靠小(xiao)(xiao)孔(kong)效應(ying)實(shi)現單(dan)面焊(han)(han)雙面成形(xing)(xing)。這種(zhong)(zhong)焊(han)(han)接(jie)(jie)方法(fa)，目前只適用于平焊(han)(han)位置(zhi)對接(jie)(jie)焊(han)(han)。待焊(han)(han)處的(de)(de)正、反兩面均通以保護氣體，收弧(hu)時(shi)(shi)要填(tian)滿小(xiao)(xiao)孔(kong)。

 ②. 熔(rong)透型等離子弧(hu)焊

 是指這種等(deng)離(li)子(zi)弧在(zai)焊(han)(han)接過程中只熔化焊(han)(han)件(jian)而不(bu)產生小孔效(xiao)應，焊(han)(han)縫成形機理與鎢(wu)極氬弧焊(han)(han)類似(si)。有人又稱這種方(fang)法為熔入式或熔融法等(deng)離(li)子(zi)弧焊(han)(han)。這種焊(han)(han)接方(fang)法主要用于薄板單面(mian)焊(han)(han)雙面(mian)成形的焊(han)(han)縫或者厚板的多層焊(han)(han)。

 大電流等離(li)子弧(hu)焊(han)接(jie)(jie)(jie)時，焊(han)接(jie)(jie)(jie)參(can)數比(bi)鎢極氬弧(hu)焊(han)多(duo)，焊(han)接(jie)(jie)(jie)參(can)數除了焊(han)接(jie)(jie)(jie)電流、電弧(hu)電壓外，還有等離(li)子氣(qi)(qi)(qi)流、保(bao)護(hu)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)的(de)(de)成分、氣(qi)(qi)(qi)體(ti)流量以及噴嘴形(xing)狀和孔徑、長度以及噴嘴到焊(han)件距離(li)等。其(qi)中焊(han)接(jie)(jie)(jie)電流、焊(han)接(jie)(jie)(jie)速(su)度和等離(li)子氣(qi)(qi)(qi)體(ti)流量的(de)(de)匹配(pei)尤為重要，直(zhi)接(jie)(jie)(jie)影響焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)成形(xing)和焊(han)縫(feng)表面(mian)的(de)(de)質量。

 焊(han)接(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)流小(xiao)于30A的(de)熔透型(xing)等離(li)子(zi)弧(hu)焊(han)稱為(wei)微束(shu)等離(li)子(zi)弧(hu)焊(han)。20世紀70年代以來，開始用小(xiao)電(dian)(dian)流等離(li)子(zi)弧(hu)焊(han)接(jie)(jie)(jie)超(chao)薄(bo)(bo)壁件(jian)和細(xi)絲(si)鋼(gang)件(jian)等，焊(han)接(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)流可(ke)小(xiao)到0.2A,焊(han)接(jie)(jie)(jie)奧氏(shi)體型(xing)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)件(jian)最(zui)薄(bo)(bo)的(de)厚度可(ke)達0.01mm.微束(shu)等離(li)子(zi)弧(hu)焊(han)接(jie)(jie)(jie)的(de)特(te)點是通過電(dian)(dian)弧(hu)的(de)壓縮，導電(dian)(dian)弧(hu)柱集中為(wei)一條(tiao)細(xi)線，雖(sui)然(ran)焊(han)接(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)流很(hen)小(xiao)，電(dian)(dian)弧(hu)仍十分(fen)穩(wen)定，熔池很(hen)小(xiao)，熱影響(xiang)區很(hen)窄，它不(bu)利用小(xiao)孔效應，就能夠(gou)對(dui)超(chao)薄(bo)(bo)件(jian)實(shi)現快速焊(han)接(jie)(jie)(jie)。微束(shu)等離(li)子(zi)弧(hu)焊(han)接(jie)(jie)(jie)可(ke)以采用手工操作(zuo)，但為(wei)了保證焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭的(de)質量，應盡可(ke)能地(di)采用機械操作(zuo)。

 為了(le)使焊接薄(bo)壁(bi)件(jian)及超薄(bo)壁(bi)件(jian)的質量更(geng)有保證，目(mu)前發展到采(cai)用脈沖等離子弧(hu)焊接。它與前面(mian)所述的脈(mo)沖氣(qi)體保護焊(han)一樣(yang)，可(ke)以調(diao)節基值(zhi)電流、脈(mo)沖電流、脈(mo)沖寬度和頻率等(deng)工藝參(can)數(shu)。