李建平 周正亮 崇凤娇 杨冬琴

（天华化工机械及自动化研究设计院有限公司，兰州 730000）

社会经济的快速发展，带动了现代工业的迅猛发展。在工业发展中，不锈钢和双相钢等材料的占比越来越大。焊接技术是这些材料制作设备的主要加工工艺。在规模化的工业生产中，传统的氩弧焊与电弧焊组合工艺转变成等离子与自动氩弧相结合为主的焊接工艺[1]。本文着重介绍后两种焊接工艺及其产生机理和技术要点，并分析二者相结合的焊接工艺。

1 等离子弧焊接工艺原理及设备

1.1 等离子弧的特点及产生原理

一般的焊接电弧为自由电弧，电弧的气体未被充分电离。当气体获得足够的能量时，会产生电离，将较充分电离的气体称之为等离子体。等离子体属于一种特殊物质。实际使用的等离子体是经过压缩的电弧，也就是等离子弧[2]。首先，等离子弧温度高且能量密度大，内部正负离子的浓度几乎相等，温度能够达到1 6000～33 000 K，远超一般自由电弧的温度。等离子弧能量密度也要比一般的自由电弧高，且具有较高的导电性。由于它的截面积较小，因此一般的等离子弧喷嘴出口的温度在20 000 K以上[3]。其次，等离子弧具有较强的稳定性、挺直度以及较宽的调节范围，根据不同的材质和工艺要求，通过调节电流、喷嘴孔径、喷嘴形态、气体种类以及气体流量，可以得到不同性质的等离子弧，因此调节范围较宽[4]。此外，等离子弧具有较强的吹力。等离子弧发生装置内通入常温的压缩气体，由于受到电弧的高温而膨胀，使气体压力增高，通过喷嘴的细孔截面积较小，能量集中。……