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(deng)離子弧是通過以下(xia)三種壓縮作用獲(huo)得的(de)：

 ①. 機械壓縮，它利(li)用水(shui)冷噴嘴孔道限制(zhi)弧(hu)柱(zhu)直徑，來提高弧(hu)柱(zhu)的能量密度和(he)溫度。

 ②. 熱收縮(suo)(suo)，由于水冷(leng)(leng)噴(pen)嘴(zui)溫度較低(di)，從而在噴(pen)嘴(zui)內壁建立(li)起一(yi)層(ceng)冷(leng)(leng)氣膜，迫使弧柱導電斷面進(jin)一(yi)步減小，電流密度進(jin)一(yi)步提高，弧柱這種收縮(suo)(suo)謂之“熱收縮(suo)(suo)”，也(ye)可叫做“熱壓縮(suo)(suo)”。

 ③. 磁收(shou)縮，弧柱(zhu)電(dian)流本身產生的磁場(chang)對弧柱(zhu)有壓縮作用（即磁收(shou)縮效應）。電(dian)流密(mi)度愈，磁收(shou)縮作用愈強。

按電源聯接方式，等離子(zi)弧(hu)有(you)非轉移型(xing)、轉移型(xing)和聯合型(xing)三種形式：

 ①. 非(fei)轉移型(xing)離子弧(hu)，鎢極(ji)接(jie)電源(yuan)(yuan)負(fu)極(ji)，噴嘴接(jie)電源(yuan)(yuan)正極(ji)，等(deng)離子弧(hu)體產生在鎢極(ji)與噴嘴之間，在離子氣(qi)流壓(ya)送下，弧(hu)焰從噴嘴中噴出，形成等(deng)離子焰（圖6-7a)

 ②. 轉(zhuan)移(yi)(yi)型等離(li)子弧(hu)(hu)，鎢極接(jie)電源負(fu)極，工件接(jie)電源正(zheng)極，等離(li)子弧(hu)(hu)體產生于鎢極與(yu)工件之間(jian)（圖6-7b).轉(zhuan)移(yi)(yi)弧(hu)(hu)難以(yi)直接(jie)形成，必須先引燃非轉(zhuan)移(yi)(yi)弧(hu)(hu)，然后才(cai)能(neng)過渡到轉(zhuan)移(yi)(yi)弧(hu)(hu)，金屬焊(han)接(jie)、切割(ge)幾乎都(dou)是(shi)采用轉(zhuan)移(yi)(yi)型弧(hu)(hu)，因為轉(zhuan)移(yi)(yi)弧(hu)(hu)能(neng)把更多的(de)熱量傳遞給工件。

 ③. 聯合型(xing)等(deng)離(li)子(zi)(zi)弧，工作時非(fei)轉移弧和(he)轉移弧同時并存(cun)，則稱之謂聯合型(xing)等(deng)離(li)子(zi)(zi)弧。主要(yao)用于微束等(deng)離(li)子(zi)(zi)弧焊(han)和(he)粉末堆焊(han)等(deng)方面。

 等離子弧焊(han)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)(deng)(deng)離(li)子(zi)弧(hu)焊(han)(han)(han)設(she)(she)備(bei)分(fen)(fen)為手工(gong)焊(han)(han)(han)和自動(dong)焊(han)(han)(han)兩大類(lei)。手工(gong)焊(han)(han)(han)設(she)(she)備(bei)由焊(han)(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)、焊(han)(han)(han)槍、控(kong)制電(dian)(dian)(dian)(dian)路、氣(qi)(qi)路和水(shui)路等(deng)(deng)(deng)部(bu)分(fen)(fen)組成。自動(dong)焊(han)(han)(han)設(she)(she)備(bei)則由焊(han)(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)、焊(han)(han)(han)槍、焊(han)(han)(han)接(jie)小車(che)（或轉動(dong)胎(tai)具）、控(kong)制電(dian)(dian)(dian)(dian)路、氣(qi)(qi)路及水(shui)路等(deng)(deng)(deng)部(bu)分(fen)(fen)組成。按照(zhao)焊(han)(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)(dian)(dian)流的大小，等(deng)(deng)(deng)離(li)子(zi)弧(hu)焊(han)(han)(han)接(jie)設(she)(she)備(bei)又可分(fen)(fen)為大電(dian)(dian)(dian)(dian)流等(deng)(deng)(deng)離(li)子(zi)弧(hu)焊(han)(han)(han)設(she)(she)備(bei)和微(wei)束(shu)等(deng)(deng)(deng)離(li)子(zi)弧(hu)焊(han)(han)(han)設(she)(she)備(bei)兩大類(lei)。等(deng)(deng)(deng)離(li)子(zi)弧(hu)焊(han)(han)(han)的電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)采用具有(you)陡降外(wai)特性的直流電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)。

等(deng)離(li)子(zi)弧(hu)焊接與鎢極氬弧(hu)焊相比具有下列(lie)特點：

 ①. 電弧能量集中且溫度高(gao)，焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)過(guo)程(cheng)中電弧穩定，焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)速度快。可(ke)以縮小焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭熱(re)影響區且焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)變形小，還能提高(gao)焊(han)(han)縫內在和外部質量，使焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)頭力學性能和耐腐(fu)蝕性能均優于鎢(wu)極氬弧焊(han)(han)。

 ②. 電弧(hu)呈(cheng)圓柱形且挺直性(xing)好，弧(hu)長(chang)變(bian)化對焊件表面加熱點的(de)能量密度影響(xiang)小；不(bu)會(hui)由于弧(hu)長(chang)的(de)改變(bian)而影響(xiang)焊縫成形。等離(li)子弧(hu)焊噴嘴到焊件之間距(ju)離(li)高達6.4mm,弧(hu)柱仍不(bu)會(hui)飄移。

 ③. 當焊接電流小到0.1A時，電弧(hu)仍能(neng)穩定燃(ran)燒，并保持良好的挺度和方(fang)向性(xing)。

 ④. 鎢極縮于噴嘴內，可減少鎢極對(dui)焊縫(feng)的污染。

 ⑤. 穿透性等離子弧(hu)焊(han)(han)接時(shi)，焊(han)(han)件不(bu)開坡口(kou)，背面(mian)(mian)無(wu)襯墊(dian)，可實現單(dan)面(mian)(mian)焊(han)(han)雙面(mian)(mian)成(cheng)形。但此時(shi)不(bu)適(shi)宜手工(gong)操作，靈活(huo)性不(bu)如手工(gong)鎢極(ji)氬弧(hu)焊(han)(han)。

 ⑥. 設備較復雜(za)，工(gong)藝參數因素多，匹配要(yao)求較嚴格，噴嘴使用(yong)壽命較短且(qie)氣(qi)體耗量較大，只(zhi)宜在室內焊(han)(han)接。等離(li)子(zi)弧焊(han)(han)與鎢極氬弧焊(han)(han)一樣，有手工(gong)操作和機械化操作之分；也有不加填(tian)充焊(han)(han)絲與加填(tian)充焊(han)(han)絲之分。

大電流等離子(zi)弧焊接按(an)焊縫成形機理，可分(fen)為：

 ①. 穿(chuan)透(tou)型等離子弧焊

 它是(shi)以電弧在熔池前穿透工件形(xing)成小(xiao)(xiao)孔(kong)，隨著熱(re)源(yuan)移動(dong)在小(xiao)(xiao)孔(kong)后形(xing)成焊(han)道的(de)(de)一(yi)種(zhong)焊(han)接方法(fa)，又(you)稱穿孔(kong)焊(han)或鎖孔(kong)焊(han)。在焊(han)接厚(hou)為2.5~8.0mm的(de)(de)奧氏體(ti)型(xing)不銹鋼時，可以不開坡口(kou)，不留間(jian)隙或留間(jian)隙小(xiao)(xiao)于0.5mm,依靠小(xiao)(xiao)孔(kong)效應實現單面(mian)焊(han)雙面(mian)成形(xing)。這種(zhong)焊(han)接方法(fa)，目前只適(shi)用于平焊(han)位置對接焊(han)。待焊(han)處的(de)(de)正、反(fan)兩(liang)面(mian)均通以保護氣體(ti)，收弧時要填滿小(xiao)(xiao)孔(kong)。

 ②. 熔(rong)透型等離子弧焊

 是指這種(zhong)等(deng)離子弧在焊接過程中只熔化(hua)焊件而(er)不(bu)產生小孔(kong)效應(ying)，焊縫成形(xing)機(ji)理與鎢(wu)極氬弧焊類似。有人(ren)又稱這種(zhong)方法(fa)(fa)為熔入式或熔融法(fa)(fa)等(deng)離子弧焊。這種(zhong)焊接方法(fa)(fa)主要用于薄(bo)板(ban)單面焊雙面成形(xing)的焊縫或者厚(hou)板(ban)的多層焊。

 大電流等離子(zi)弧(hu)焊接(jie)(jie)時，焊接(jie)(jie)參(can)數比(bi)鎢極氬弧(hu)焊多，焊接(jie)(jie)參(can)數除了焊接(jie)(jie)電流、電弧(hu)電壓外，還有等離子(zi)氣(qi)(qi)流、保(bao)護氣(qi)(qi)體的(de)成分、氣(qi)(qi)體流量以及噴(pen)嘴(zui)形(xing)狀和(he)孔徑、長度(du)以及噴(pen)嘴(zui)到焊件距離等。其中焊接(jie)(jie)電流、焊接(jie)(jie)速度(du)和(he)等離子(zi)氣(qi)(qi)體流量的(de)匹配尤為(wei)重要(yao)，直接(jie)(jie)影(ying)響(xiang)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)成形(xing)和(he)焊縫表面(mian)的(de)質量。

 焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)小(xiao)于(yu)30A的(de)(de)熔透(tou)型等(deng)(deng)離(li)子弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)稱為(wei)微(wei)束等(deng)(deng)離(li)子弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)。20世(shi)紀70年代(dai)以來(lai)，開始(shi)用小(xiao)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)等(deng)(deng)離(li)子弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)超(chao)薄(bo)壁(bi)件(jian)(jian)和細(xi)絲(si)鋼件(jian)(jian)等(deng)(deng)，焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)可(ke)小(xiao)到0.2A,焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)奧(ao)氏(shi)體(ti)型不(bu)銹鋼件(jian)(jian)最薄(bo)的(de)(de)厚度可(ke)達0.01mm.微(wei)束等(deng)(deng)離(li)子弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)的(de)(de)特點(dian)是通過電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)的(de)(de)壓縮，導電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)柱集中為(wei)一條細(xi)線(xian)，雖然焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)很(hen)小(xiao)，電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)仍(reng)十分(fen)穩定(ding)，熔池很(hen)小(xiao)，熱(re)影響區很(hen)窄，它不(bu)利用小(xiao)孔效(xiao)應，就能夠對超(chao)薄(bo)件(jian)(jian)實現快速焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)。微(wei)束等(deng)(deng)離(li)子弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)可(ke)以采用手工(gong)操(cao)作，但為(wei)了保證焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)質量，應盡可(ke)能地(di)采用機械操(cao)作。

 為了使(shi)焊接薄(bo)壁件及超(chao)薄(bo)壁件的質量更有保證，目前發展(zhan)到采用脈沖(chong)等離子弧焊接。它與前面所述的脈(mo)沖氣體保護焊一樣，可以(yi)調(diao)節(jie)基值電(dian)流、脈(mo)沖電(dian)流、脈(mo)沖寬度和頻(pin)率等工藝參數。