第九章 铝及铝合金的等离子弧焊接

等离子弧是电弧的一种特殊形式，它是具有高能量密度的压缩电弧，以钨极作为电极，是在20世纪60年代出现的作为焊接工艺的新型热源，随着科学技术的发展，等离子弧焊已广泛用于铝及铝合金的焊接。

等离子弧焊铝及铝合金时，可采用纯Ar、纯He或Ar十He混合气体作为离子气和保护气，为了破坏和清除氧化膜，应采用交流或直流反极性压缩电弧。等离子弧焊和普通的TIG焊焊接铝及铝合金比较，具有许多工艺优点，它可使焊接生产率提高50%~70%,可使氩气的流量降低3/4~5/6,并能提高焊接接头的质量。交流等离子弧焊时，加热效率可达65%~70%,而一般的交流TIG焊，其加热效率只有45%~50%。

比较等离子弧焊和TIG焊的焊接参数(表7-3)可以看出，直流反极性压缩电弧焊接，其线能量最小。因此，在焊接加工硬化和可热处理强化的铝合金结构时，这种方法有很多优点。减少焊接时的线能量，则熔池氧化膜中残余水分的分解反应受到抑制，所以可使焊缝金属中气孔的总体积减小。直流等离子弧焊，填充焊丝的消耗量可降低到40%，焊缝明显变窄，在母材不经酸洗时，其焊缝也可获得满意的机械性能。通常采用穿孔型等离子弧进行焊接其效果较好，因为Al2O3薄膜的电阻高(1X107/cm),沿未清除氧化膜的金属表面进行焊接会使电弧活性斑点收缩，并使金属表面的熔化能力增强。压缩电弧经过熔池穿透整个母材，这时，阴极净化的效果特别明显。为了填充电弧下面的孔隙，应向焊接区送人填充焊丝，无论是机械化焊接，还是手工焊接，均可将压缩电弧潜人金属之中。