等離子弧是通過(guò)對(duì)穿過(guò)噴嘴小孔的電弧進(jìn)行壓縮而產(chǎn)生的，高溫等離子從小孔中以很快的速度噴出。等離子弧呈近似的柱形（圖5.19），具有很大的剛直性，而不像GTAW電弧那樣具有大的發(fā)散角。當(dāng)剛直性強(qiáng)、溫度極高的電弧指向工件時(shí)，工件表面和填充金屬迅速熔化，形成熔池。這種焊接方式類(lèi)似于GTAW焊，被稱(chēng)為熔入型等離子弧焊。但等離子弧熔化工件的速度比GTAW要快得多，而高溫、高速的等離子流也使等離子弧的熱效率顯著高于GTAW電弧，因此等離子弧焊的焊接速度更快、熔深更大。3～8mm的不銹鋼、鈦及其合金、鎳及其合金可以進(jìn)行單面焊雙面成形的焊接，可以進(jìn)行板上深熔焊及填絲焊，也可以進(jìn)行電弧點(diǎn)焊。

熔透型等離子弧焊  焊接過(guò)程過(guò)程中，只熔透工件，但不產(chǎn)生小孔效應(yīng)的等離子弧焊方法，又稱(chēng)熔透型焊接法。

1）熔透法原理  當(dāng)離子氣流量較小，弧柱受壓縮程度較弱時(shí)，這種等離子弧在焊接過(guò)程中只熔化工件而不產(chǎn)生小孔效應(yīng)，焊縫成形原理與氬弧焊類(lèi)似。主要用于薄板焊接及厚板多層焊。

2）微束等離子弧焊  微束等離子通常采用如圖3c所示的聯(lián)合弧。由于非轉(zhuǎn)移弧的存在，焊接電流小至1A以下電弧仍具有較好的穩(wěn)定性，能夠焊接細(xì)絲及箔材。這時(shí)的非轉(zhuǎn)移弧又稱(chēng)維弧，而用于焊接的轉(zhuǎn)移弧又稱(chēng)主弧。

3）焊接特點(diǎn)與GTAW焊相比，熔透法等離子弧焊具有優(yōu)點(diǎn)是：

a電弧能量集中，因此焊接工藝具有焊接速度快；焊縫深寬比大，截面積?。槐“搴附幼冃涡?，厚板焊接縮孔傾向小及熱影響區(qū)窄等優(yōu)點(diǎn)。

b、電弧穩(wěn)定性好。由于微束等離子弧焊接采用聯(lián)合弧，電流小至0.1A時(shí)電弧仍能穩(wěn)定燃燒，因此可焊超薄件，如厚度0.1mm不銹鋼片。

c、電弧挺直性好。以焊接電流10A為例，等離子弧焊噴嘴高度（噴嘴到工件表面的距離）達(dá)6.4mm時(shí)，弧柱仍較挺直，而鎢極氬弧焊的弧長(zhǎng)僅能采用0.6mm（弧長(zhǎng)大于0.6mm后穩(wěn)定性變差）。鎢極氬弧的擴(kuò)散角約450，呈圓錐形（見(jiàn)圖6a），工件上的加熱面積與弧長(zhǎng)成平方關(guān)系，只要電弧長(zhǎng)度有很小變化將引起單位面積上輸入熱量的較大變化。而等離子弧的擴(kuò)散角僅50左右（見(jiàn)圖6b）基本上是圓柱形，弧長(zhǎng)變化對(duì)工件上的加熱面積和電流密度影響比較小，所以等離子弧焊弧長(zhǎng)變化對(duì)焊縫成形的影響不明顯。(3)鈦及鈦合金的等離子弧焊接等離子弧焊能量密度高、熱輸入大、效率高，厚度2。

file:///C:/WINDOWS/TEMP/msoclip1/01/clip_image011.jpg">d、由于等離子弧焊的鎢極內(nèi)縮在噴嘴之內(nèi)，電極不可能與工件相接觸，因而沒(méi)有焊縫夾鎢的問(wèn)題。

焊接tc4鈦合金高壓氣瓶的試驗(yàn)結(jié)果表明，等離子弧焊接頭強(qiáng)度與氬弧焊相當(dāng)，強(qiáng)度系數(shù)均為90%，但塑性指標(biāo)比氳弧焊接頭高，可達(dá)到母材的75%。根據(jù)30萬(wàn)噸合成氨成套設(shè)備的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，用等離子弧焊接厚度10mm的ta1工業(yè)純鐵板材，生產(chǎn)率比鎢極氬弧焊提高5～6倍，對(duì)操作者的熟練程度要求也較低。純鈦等離子弧焊的氣體保護(hù)方式與鎢極氬弧焊相似，可采用氬弧焊拖罩，但隨著板厚增加、焊速提高，拖罩要加長(zhǎng)，使處于350℃以上的金屬得到良好保護(hù)，背面墊板上的溝槽尺寸一般寬度和深度各為2—3mm，背面保護(hù)氣體的流量也要增加。厚度15mm以上的鐵板焊接時(shí)，開(kāi)6—8mm鈍邊的v形或u形坡口，用小孔型等離子弧焊封底，然后用熔透型等離子弧焊填滿坡口。等離子弧焊封底可減少焊道層數(shù)，減少填絲量和焊接角變形，提高生產(chǎn)率。等離子弧焊用于鈦及鈦合金焊接，比鎢極氬弧焊容易保證焊接質(zhì)量。對(duì)焊接試樣進(jìn)行晶間腐蝕試驗(yàn)，在微沸的硫酸-硫酸銅溶液中煮16小時(shí)后彎曲180°，在彎曲外表面未產(chǎn)生裂紋，腐蝕試驗(yàn)后未發(fā)現(xiàn)晶間腐蝕現(xiàn)象。