等離子堆焊技術(shù)特點(diǎn)、現(xiàn)狀與工業(yè)應(yīng)用

鄧瑯

等離子堆焊技術(shù)特點(diǎn)、現(xiàn)狀與工業(yè)應(yīng)用

鄧瑯

（四川師范大學(xué)附屬中學(xué) 610066）

等離子堆焊技術(shù)是一種理想的融化焊接工藝，在20世紀(jì)60年代被研制成功，如今，等離子堆焊技術(shù)已經(jīng)在多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中得到了應(yīng)用，代表性的有等離子熔化極堆焊技術(shù)、反極性弱等離子弧堆焊技術(shù)等。本文主要針對等離子堆焊技術(shù)特點(diǎn)、現(xiàn)狀及其在工業(yè)上的應(yīng)用進(jìn)行分析。

等離子堆焊技術(shù)；特點(diǎn)；現(xiàn)狀；工業(yè)應(yīng)用

等離子堆焊技術(shù)具有節(jié)能、高效和質(zhì)量穩(wěn)定等特點(diǎn)，在綠色制造及再制造技術(shù)當(dāng)中起到重要的作用。特別是隨著我國制造業(yè)的不斷發(fā)展，等離子堆焊技術(shù)顯得尤其重要。據(jù)了解，等離子堆焊于20世紀(jì)60年代開始在工業(yè)中大量被使用。焊接的鎢極可以促進(jìn)熱量的產(chǎn)生，熱量在傳遞過程中，溫度不斷上漲，當(dāng)焊接工作表面的溫度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值，再進(jìn)行焊接工作，那么焊接粉就會(huì)隨著熱量熔化，當(dāng)溫度冷卻時(shí)就會(huì)凝固在焊接的工作表面，進(jìn)行實(shí)現(xiàn)堆焊工藝。堆焊工藝的工作效率很高，使用時(shí)間長，并且外觀的粗糙度小，進(jìn)而使用外觀更為美觀一些。與此同時(shí)，堆焊技術(shù)可以減少能量的消耗，提高工作的效率，基于此，堆焊技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于制造業(yè)當(dāng)中。

1 等離子堆焊技術(shù)的特點(diǎn)

與鎢極氬弧焊進(jìn)行比較的話，等離子堆焊具有很強(qiáng)的可控性，并且速度特別快，在整個(gè)熱熔過程中，熱量可以達(dá)到最高值，進(jìn)而使得熔化很徹底，在凝固之后可以達(dá)到理想的效果。更為重要的是，由于鎢極承載的電流能力不夠強(qiáng)，往往負(fù)荷不了高電流，那么溫度就很難達(dá)到理想狀態(tài)，而等離子堆焊卻可以負(fù)荷超電流。再加鎢極一旦接觸到過高的電流，那么鎢極就會(huì)被蒸發(fā)掉，這樣資源就會(huì)白白被浪費(fèi)掉。而鎢極的微粒會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，與此同時(shí)，鎢極過量有可能會(huì)造成周邊居民生活質(zhì)量，或者身體產(chǎn)生疾病。而等離子堆焊中既可以承載高電流，又可以傳遞低電流，進(jìn)而對于鎢極的影響不大。等離子堆焊接與手工電弧焊接進(jìn)行比較，會(huì)發(fā)現(xiàn)手工操作的靈活性更強(qiáng)，但是生產(chǎn)效率卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過手工操作。

眾所周知，電焊工作強(qiáng)度很大，過度工作會(huì)影響到焊工的身體健康，與此同時(shí)，焊工的技術(shù)如果不到位，那么所焊接出來的產(chǎn)品質(zhì)量會(huì)受到影響。另外，等離弧本身所產(chǎn)生的熱量非常集中，電弧不會(huì)時(shí)高時(shí)低，稀釋率很低，用時(shí)短，操作簡單等等優(yōu)勢。這就讓等離子弧的優(yōu)勢越來越明現(xiàn)。近些年來，隨著自控技術(shù)的不斷發(fā)展，堆焊設(shè)備越來越先進(jìn)，例如PLC控制系統(tǒng)的使用，進(jìn)而使得整個(gè)焊接工作都顯得整齊有序，達(dá)到十分平均的數(shù)值。不論是熱量、電弧穩(wěn)定度、電流量不會(huì)時(shí)高時(shí)低，粉粒的量也控制得十分到位。可見，堆焊的相關(guān)參數(shù)越來越精準(zhǔn)。

2 等離子堆焊設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)狀

等離子堆焊設(shè)備包括電源、電氣控制系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)等等，每一個(gè)步驟都是至關(guān)重要的，一旦有某一個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)錯(cuò)誤，就有可能導(dǎo)致整個(gè)等離堆焊效率不佳。例如等離子堆焊所需要用的電源一般是具有陡降的500A直流電源。并且形成兩路電源，既要連接工件，又要與水冷電阻進(jìn)行轉(zhuǎn)換之后達(dá)到下槍體，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)兩電源回路。電氣控制部分需要與等離子形成各種氣后才能夠起到作用，例如送粉氣、保護(hù)氣等等串聯(lián)之后進(jìn)行使用。等離子弧是高溫高能束流，電弧溫度可以達(dá)到30000℃，功率密度介于1.5×102～1.6×104W/mm2，在將這一技術(shù)應(yīng)用在切割、焊接與噴涂工作中時(shí)，效果能夠與電子束、激光相媲美、低壓縮等離子弧屬于柔性等離子弧，可以滿足堆焊高速熔輻要求，也可以滿足低稀釋率要求，基本不會(huì)出現(xiàn)雙弧問題，有著良好的技術(shù)優(yōu)勢。總而言之，等離子堆焊具有能力密度可控堆焊粉末材料廣泛以及堆焊層稀釋率低等優(yōu)點(diǎn)，越來越受到重視，但是同埋弧焊等相比還具有一些缺點(diǎn)。因此，如何最大限度發(fā)揮堆焊技術(shù)的優(yōu)越性以獲得優(yōu)質(zhì)、低稀釋率的堆焊層，已經(jīng)成為國內(nèi)外堆焊技術(shù)研究的方向之一。

3 等離子堆焊接的應(yīng)用趨勢

因?yàn)榈入x子堆焊的優(yōu)勢眾多，因此被廣泛的應(yīng)用于各行各業(yè)當(dāng)中，例如石油化工，工程機(jī)械，礦山機(jī)械等等，都在大量的使用等離子堆焊技術(shù)，但是等離子堆焊技術(shù)也存在一定的不足，例如長時(shí)間施工時(shí)，粘噴嘴現(xiàn)象容易產(chǎn)生，直接會(huì)把材料進(jìn)行吸附，有的材料被過度吸附，那么就很難達(dá)到材料本身的使用目的，或者直接被作廢，這對于施工單位而言，是一個(gè)重大的損失。與此同時(shí)，等離子堆焊技術(shù)會(huì)產(chǎn)生大量的細(xì)微粉粒，粉粒會(huì)造成環(huán)境污染，對于施工人員而言，過量吸入粉粒也會(huì)引起疾病的產(chǎn)生。在系統(tǒng)控制方面，等離子堆焊工藝參數(shù)很復(fù)雜，那在操作過程中，要進(jìn)行控制的對象就很難進(jìn)行把握。

就目前來看，等離子堆焊接技術(shù)還有很多技術(shù)問題尚未得以解決，因此，還是需要我國優(yōu)秀的研究工作者對等離子堆焊接技術(shù)進(jìn)行不斷的改善，進(jìn)而改善等離子堆焊接技術(shù)，為制造業(yè)的發(fā)展提供更多的保障。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著科技的不斷進(jìn)步，綠色制造的時(shí)代逐步走向大眾，我國經(jīng)過幾十年的發(fā)展，不論是在思想還是行動(dòng)上都有所進(jìn)步，特別是對于制造業(yè)所帶來的環(huán)境污染問題越來越重視，而焊接工作一直都是制造燥音與污染的一大害。隨著科技的進(jìn)步，等離子堆焊技術(shù)開始被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，等離子堆焊本身具備眾多的優(yōu)點(diǎn)，但是也存在一定的不足之處，這些都是需要日后的不斷改進(jìn)，進(jìn)而解決危害提高優(yōu)勢，為社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入力量。

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