医化设备自动焊接设备_金耐德JND-YD03D等离子焊接系统

      JND-YD03D等离子焊接系统是指利用等离子弧高能量密度束流作为焊接热源的熔焊方法。等离子弧焊接具有能量集中、穿透力强、生产率高、焊接速度快、应力变形小、电孤稳定等优点。

等离子弧的产生：

       在钨极与喷嘴之间或钨极与工件之间加一较高电压，经高频振荡使气体电离形成自由电弧，该电弧受以下列三个压缩作用形成等离子弧。

1、机械压缩效应（作用）——电弧经过有一定孔径的水冷喷嘴通道，使电弧截面受到拘束，不能自由扩展。

2、热压缩效应——当通入一定压力和流量的氩气或氮气时，冷气流均匀地包围着电弧，使电弧外围受到强烈冷却，迫使带电粒子流（离子和电子）往弧柱中心集中，弧柱被进一步压缩。

3、电磁收缩效应——定向运动的电子、离子流就是相互平行的载流导体，在弧柱电流本身产生的磁场作用下，产生的电磁力使孤柱进一步收缩。

电弧经过以上三种压缩效应后，能量高度集中在直径很小的弧柱中，弧柱中的气体被充分电离成等离子体，故称为等离子弧。

     等离子弧弧区内的气体完全电离，能量高度集中，能量密度很大，可达10~10W/cm2，电弧温度可高达24000～50000K（一般自由状态的钨极氩弧焊温度为10000～20000K，能量密度在10W/cm2以下）能迅速熔化金属材料，可用来焊接和切割。

特点：

（1）微束等离子弧焊可以焊接箔材和薄板。

（2）具有小孔效应，能较好实现单面焊双面自由成形。

（3）等离子弧能量密度大，弧柱温度高，穿透能力强，实现10～12mm厚度钢材不开坡口焊接，能一次焊透双面成形，焊接速度快，生产率高，应力变形小。

（4）设备比较复杂，气体耗量大，组对间隙、对工件的洁净要求严格，只宜于室内焊接。

种类：

       等离子弧有两种工作方式。一种是“非转移弧”，电弧在钨极与喷嘴之间燃烧，主要用於等离子喷镀或加热非导电材料。另一种是“转移弧”，电弧由辅助电极高频引弧后，电弧燃烧在钨极与工件之间，用于焊接。形成焊缝的方式有熔透式和穿孔式两种。***种形式的等离子弧只熔透母材，形成焊接熔池，多用于0.8～3mm厚的板材焊接；后一种形式的等离子弧只熔穿板材，形成钥匙孔形的熔池，多用于3～12mm厚的板材焊接。此外，还有小电流的微束等离子弧焊，特别适合于0.02～1.5毫米的薄板焊接。等离子弧焊接属于高质量焊接方法。焊缝的深/宽比大，热影响区窄，工件变形小，可焊材料种类多。特别是脉冲电流等离子弧焊和熔化较等离子弧焊的发展，更扩大了等离子弧焊的使用范围。

       等离子弧焊与TIG焊十分相似，它们的电弧都是在尖头的钨电极和工件之间形成的。但是，通过在焊炬中安置电极，能将等离子弧从保护气体的气囊中分离出来，随后推动等离子通过孔型良好的铜喷管将电弧压缩。通过改变孔的直径和等离子气流速度，可以实现三种操作方式：

1、微束等离子弧焊：30A以下的熔透型等离子弧焊

是指电流在30A以下的熔透型等离子弧焊，通常称为微束等离子弧焊。为了保证小电流等离子弧的稳定，一般采用混合型等离子弧。主要用于**薄件的焊接。喷嘴的拘束作用和维弧电流的同时存在，使小电流的等离子弧可以十分稳定，现已成为焊接金属薄箔的有效方法。为保证焊接质量，应采用***的装焊夹具保证装配质量和防止焊接变形。工件表面的清洁程度应给予特别重视。为了便于观察，可采用光学放大观察系统。

2、熔透型等离子弧焊：15～200A

它是采用较小的焊接电流和较小的离子气流量，等离子弧在焊接过程中只熔化焊件不产生小孔效应，焊接方法与钨极氩弧焊很相似，焊接时可以不添加焊材，主要用于薄板（0.5～2.5mm）的焊接。

3、穿透型等离子弧焊：100～300A

又称穿孔型焊接法，通过增加焊接电流和等离子气流速度，可产生强有力的等离子束，利用它温度高、能量密度强、穿透力强的特点，焊接时等离子弧把焊件完全熔透并在等离子流量的作用下形成一个穿透焊件的小孔（小孔背面露出等离子弧），形成正反面都有鱼鳞纹的焊缝，即所谓的“小孔效应”，焊接时一般不加填充金属。适用于3～12mm的不锈钢、14mm以下的钛合金、2～10mm低碳钢低合金钢以及铜、黄铜和镍及镍合金的焊接。

气体：

通常等离子气体的组合气体或纯氩，焊接不锈钢时保护气体97%氩+3%的氢气。选用纯氩气时应使用99.99%含量的氩气。氦气也能用做等离子气体，但由于它温度较高，会降低喷嘴的电流上升率。氢气含量越少，进行小孔型等离子焊接就越困难。

防护措施：

1. 防电击

等离子弧焊接和切割用电源的空载电压较高，尤其在手工操作时，有电击的危险。因此，电源在使用时必须可靠接地，焊枪枪体或割枪枪体与手触摸部分必须可靠绝缘。可以采用较低电压引燃非转移弧后再接通较高电压的转移弧回路。如果启动开关装在手把上，必须对外露开关套上绝缘橡胶套管，避免手直接接触开关。尽可能采用自动操作方法。

2.防电弧光辐射

电弧光辐射强度大，它主要由紫外线辐射、可见光辐射与红外线辐射组成。等离子弧较其它电弧的光辐射强度更大，尤其是紫外线强度，故对皮肤损伤严重，操作者在焊接或切割时必须带上良好的面罩、手套，加上吸收紫外线的镜片。自动操作时，可在操作者与操作区设置防护屏。等离子弧切割时，可采用水中切割方法，利用水来吸收光辐射。

3.防灰尘

等离子弧焊接与切割过程中伴随有大量汽化的金属蒸气、臭氧、氮化物等。尤其切割时，由于气体流量大，致使工作场地上的灰一尘大量扬起，这些烟气与灰尘对操作工人的呼吸道、肺等产生严重影响。切割时，在栅格工作台下方还可以安置排风装置，也可以采取水中切割方法。

4.防噪声

等离子弧会产生高强度、高频率的噪声，尤其采用大功率等离子弧切割时，其噪声更大，这对操作者的听觉系统和神经系统非常有害。其噪声能量集中在2000^8000Hz范围内。要求操作者必须戴耳塞。在可能的条件下，尽量采用自动化切割，使操作者在隔音良好的操作室内工作，也可以采取水中切割方法，利用水来吸收噪声。

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