第九章 鋁及鋁合金的等離子弧焊接

等離子弧是電弧的一種特殊形式，它是具有高能量密度的壓縮電弧，以鎢極作為電極，是在20世紀60年代出現的作為焊接工藝的新型熱源，隨著科學技術的發展，等離子弧焊已廣泛用于鋁及鋁合金的焊接。

等離子弧焊鋁及鋁合金時，可采用純Ar、純He或Ar十He混合氣體作為離子氣和保護氣，為了破壞和清除氧化膜，應采用交流或直流反極性壓縮電弧。等離子弧焊和普通的TIG焊焊接鋁及鋁合金比較，具有許多工藝優點，它可使焊接生產率提高50%~70%,可使氬氣的流量降低3/4~5/6,并能提高焊接接頭的質量。交流等離子弧焊時，加熱效率可達65%~70%,而一般的交流TIG焊，其加熱效率只有45%~50%。

比較等離子弧焊和TIG焊的焊接參數(表7-3)可以看出，直流反極性壓縮電弧焊接，其線能量最小。因此，在焊接加工硬化和可熱處理強化的鋁合金結構時，這種方法有很多優點。減少焊接時的線能量，則熔池氧化膜中殘余水分的分解反應受到抑制，所以可使焊縫金屬中氣孔的總體積減小。直流等離子弧焊，填充焊絲的消耗量可降低到40%，焊縫明顯變窄，在母材不經酸洗時，其焊縫也可獲得滿意的機械性能。通常采用穿孔型等離子弧進行焊接其效果較好，因為Al2O3薄膜的電阻高(1X107/cm),沿未清除氧化膜的金屬表面進行焊接會使電弧活性斑點收縮，并使金屬表面的熔化能力增強。壓縮電弧經過熔池穿透整個母材，這時，陰極凈化的效果特別明顯。為了填充電弧下面的孔隙，應向焊接區送人填充焊絲，無論是機械化焊接，還是手工焊接，均可將壓縮電弧潛人金屬之中。