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。

等離子弧是通(tong)過以下三(san)種壓縮作用獲得的：

 ①. 機械壓縮，它利用水冷噴(pen)嘴孔道限制弧柱直(zhi)徑(jing)，來(lai)提高弧柱的能量密度(du)和溫度(du)。

 ②. 熱(re)(re)收縮，由于(yu)水冷噴嘴(zui)溫度較低，從而在噴嘴(zui)內(nei)壁建立起一(yi)層冷氣膜，迫(po)使弧(hu)柱(zhu)導電斷面(mian)進一(yi)步減小，電流(liu)密(mi)度進一(yi)步提(ti)高，弧(hu)柱(zhu)這(zhe)種收縮謂之“熱(re)(re)收縮”，也可叫做“熱(re)(re)壓縮”。

 ③. 磁收(shou)縮(suo)(suo)，弧柱電流本(ben)身產生的(de)磁場對(dui)弧柱有壓縮(suo)(suo)作(zuo)用(yong)（即磁收(shou)縮(suo)(suo)效應）。電流密度愈，磁收(shou)縮(suo)(suo)作(zuo)用(yong)愈強。

按電源(yuan)聯(lian)接方式，等離(li)子(zi)弧有非轉(zhuan)移型、轉(zhuan)移型和聯(lian)合型三種形(xing)式：

 ①. 非轉(zhuan)移型離子弧，鎢(wu)極(ji)接電源負(fu)極(ji)，噴(pen)嘴接電源正極(ji)，等離子弧體產生在鎢(wu)極(ji)與(yu)噴(pen)嘴之(zhi)間，在離子氣(qi)流壓送下，弧焰(yan)從噴(pen)嘴中噴(pen)出，形成等離子焰(yan)（圖(tu)6-7a)

 ②. 轉移(yi)型(xing)(xing)等(deng)離子弧(hu)(hu)(hu)，鎢極(ji)接電源負(fu)極(ji)，工(gong)件(jian)(jian)接電源正極(ji)，等(deng)離子弧(hu)(hu)(hu)體產(chan)生于鎢極(ji)與工(gong)件(jian)(jian)之間（圖6-7b).轉移(yi)弧(hu)(hu)(hu)難以直接形成，必(bi)須先引燃非(fei)轉移(yi)弧(hu)(hu)(hu)，然后(hou)才能(neng)(neng)過渡到轉移(yi)弧(hu)(hu)(hu)，金屬焊(han)接、切割幾乎都是采用轉移(yi)型(xing)(xing)弧(hu)(hu)(hu)，因(yin)為轉移(yi)弧(hu)(hu)(hu)能(neng)(neng)把更多的熱量(liang)傳遞給工(gong)件(jian)(jian)。

 ③. 聯(lian)合(he)型(xing)等(deng)(deng)離子(zi)(zi)弧(hu)，工作時非轉(zhuan)移弧(hu)和轉(zhuan)移弧(hu)同時并存，則稱之(zhi)謂(wei)聯(lian)合(he)型(xing)等(deng)(deng)離子(zi)(zi)弧(hu)。主(zhu)要用(yong)于微束(shu)等(deng)(deng)離子(zi)(zi)弧(hu)焊和粉(fen)末(mo)堆焊等(deng)(deng)方面。

 等離子弧(hu)焊焊接原理見圖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)離(li)子弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)設(she)(she)備(bei)分(fen)為(wei)手(shou)工焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)和自動(dong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)兩大(da)類(lei)。手(shou)工焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)設(she)(she)備(bei)由焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)、焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)槍、控(kong)(kong)制電(dian)(dian)(dian)路、氣(qi)路和水路等(deng)部分(fen)組成(cheng)。自動(dong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)設(she)(she)備(bei)則由焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)、焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)槍、焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)小車（或轉(zhuan)動(dong)胎具）、控(kong)(kong)制電(dian)(dian)(dian)路、氣(qi)路及水路等(deng)部分(fen)組成(cheng)。按照焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)(dian)流的大(da)小，等(deng)離(li)子弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)設(she)(she)備(bei)又可分(fen)為(wei)大(da)電(dian)(dian)(dian)流等(deng)離(li)子弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)設(she)(she)備(bei)和微束等(deng)離(li)子弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)設(she)(she)備(bei)兩大(da)類(lei)。等(deng)離(li)子弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)的電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)采用(yong)具有陡降外特性的直流電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)。

等離子弧焊接與鎢極(ji)氬弧焊相比具有下列特點(dian)：

 ①. 電弧能量集中(zhong)且溫度(du)高，焊(han)(han)接(jie)過(guo)程中(zhong)電弧穩定，焊(han)(han)接(jie)速(su)度(du)快。可以縮小焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭熱影響區(qu)且焊(han)(han)接(jie)變形小，還能提高焊(han)(han)縫內(nei)在(zai)和外部(bu)質量，使焊(han)(han)接(jie)頭力學性(xing)能和耐腐蝕性(xing)能均優于鎢極氬弧焊(han)(han)。

 ②. 電弧呈圓柱形且挺直(zhi)性好，弧長(chang)變化對焊(han)件表面(mian)加(jia)熱點(dian)的能量密度影響小(xiao)；不會由于弧長(chang)的改變而影響焊(han)縫成形。等(deng)離(li)子弧焊(han)噴嘴到焊(han)件之間(jian)距離(li)高達6.4mm,弧柱仍不會飄移。

 ③. 當焊接電流小到0.1A時，電弧仍能穩定燃燒，并保持良好的挺(ting)度和方向性。

 ④. 鎢極(ji)縮于噴嘴內(nei)，可減少(shao)鎢極(ji)對(dui)焊縫的污染(ran)。

 ⑤. 穿透性(xing)等離(li)子(zi)弧焊(han)接時，焊(han)件不開坡(po)口，背(bei)面無襯墊，可實現單(dan)面焊(han)雙(shuang)面成形。但此時不適宜(yi)手工操作，靈(ling)活(huo)性(xing)不如(ru)手工鎢極(ji)氬(ya)弧焊(han)。

 ⑥. 設備較(jiao)復雜，工(gong)藝參數因素(su)多(duo)，匹(pi)配(pei)要求較(jiao)嚴格，噴嘴使用壽命(ming)較(jiao)短且氣(qi)體耗量較(jiao)大，只宜在室內焊(han)(han)接(jie)。等(deng)離(li)子弧(hu)焊(han)(han)與鎢(wu)極氬弧(hu)焊(han)(han)一樣，有(you)手(shou)工(gong)操(cao)作和機械(xie)化(hua)操(cao)作之分；也有(you)不加填充焊(han)(han)絲(si)與加填充焊(han)(han)絲(si)之分。

大電流等離(li)子(zi)弧焊(han)(han)接(jie)按(an)焊(han)(han)縫(feng)成形(xing)機(ji)理(li)，可分為(wei)：

 ①. 穿透型等離(li)子弧(hu)焊

 它是(shi)以(yi)電(dian)弧在熔池前穿(chuan)透工件形(xing)成(cheng)小孔，隨著熱源移(yi)動在小孔后形(xing)成(cheng)焊(han)(han)(han)道的一(yi)種焊(han)(han)(han)接(jie)方法，又稱穿(chuan)孔焊(han)(han)(han)或(huo)鎖孔焊(han)(han)(han)。在焊(han)(han)(han)接(jie)厚為2.5~8.0mm的奧氏(shi)體型不(bu)銹鋼時，可以(yi)不(bu)開坡口(kou)，不(bu)留間(jian)隙或(huo)留間(jian)隙小于(yu)0.5mm,依靠小孔效(xiao)應(ying)實現單面焊(han)(han)(han)雙面成(cheng)形(xing)。這(zhe)種焊(han)(han)(han)接(jie)方法，目(mu)前只適用于(yu)平焊(han)(han)(han)位置對接(jie)焊(han)(han)(han)。待焊(han)(han)(han)處(chu)的正、反兩(liang)面均通(tong)以(yi)保護氣體，收弧時要(yao)填滿小孔。

 ②. 熔透型(xing)等離子弧焊

 是(shi)指這種(zhong)等離(li)子弧在(zai)焊(han)接(jie)過程中只(zhi)熔(rong)化焊(han)件而(er)不產生小孔效應，焊(han)縫(feng)成形機理與鎢極氬弧焊(han)類(lei)似(si)。有人(ren)又稱這種(zhong)方(fang)法為熔(rong)入式(shi)或熔(rong)融法等離(li)子弧焊(han)。這種(zhong)焊(han)接(jie)方(fang)法主要用于薄板單(dan)面焊(han)雙面成形的焊(han)縫(feng)或者厚(hou)板的多層(ceng)焊(han)。

 大電流(liu)等離子弧焊(han)接(jie)時，焊(han)接(jie)參數(shu)比(bi)鎢極氬弧焊(han)多，焊(han)接(jie)參數(shu)除了焊(han)接(jie)電流(liu)、電弧電壓(ya)外，還有等離子氣(qi)(qi)流(liu)、保護氣(qi)(qi)體(ti)的成分、氣(qi)(qi)體(ti)流(liu)量以及(ji)噴(pen)嘴(zui)形狀和孔徑、長(chang)度(du)以及(ji)噴(pen)嘴(zui)到焊(han)件距離等。其中焊(han)接(jie)電流(liu)、焊(han)接(jie)速度(du)和等離子氣(qi)(qi)體(ti)流(liu)量的匹配(pei)尤(you)為重要，直接(jie)影響焊(han)接(jie)接(jie)頭的成形和焊(han)縫表面的質量。

 焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)電(dian)流小(xiao)于30A的(de)(de)熔透型等(deng)(deng)離(li)子(zi)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)稱為(wei)微束等(deng)(deng)離(li)子(zi)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)。20世紀70年代以來，開始用小(xiao)電(dian)流等(deng)(deng)離(li)子(zi)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)超薄(bo)壁件和細絲鋼件等(deng)(deng)，焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)電(dian)流可(ke)小(xiao)到0.2A,焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)奧氏(shi)體型不銹鋼件最薄(bo)的(de)(de)厚度可(ke)達0.01mm.微束等(deng)(deng)離(li)子(zi)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)的(de)(de)特(te)點(dian)是(shi)通過(guo)電(dian)弧(hu)(hu)(hu)的(de)(de)壓縮，導電(dian)弧(hu)(hu)(hu)柱集中為(wei)一條細線(xian)，雖然焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)電(dian)流很小(xiao)，電(dian)弧(hu)(hu)(hu)仍(reng)十分穩定，熔池很小(xiao)，熱影響區很窄，它不利用小(xiao)孔(kong)效應，就(jiu)能夠對(dui)超薄(bo)件實現快速(su)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)。微束等(deng)(deng)離(li)子(zi)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)可(ke)以采用手工操作(zuo)，但為(wei)了保證焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)質(zhi)量(liang)，應盡可(ke)能地采用機械(xie)操作(zuo)。

 為(wei)了(le)使焊接(jie)薄壁件及(ji)超(chao)薄壁件的質量更有保證，目前發展到采(cai)用(yong)脈沖(chong)等離子(zi)弧焊接(jie)。它與前面所述的(de)脈沖氣(qi)體(ti)保護焊(han)一樣，可以調節(jie)基(ji)值電(dian)流、脈沖電(dian)流、脈沖寬度和頻率等工藝參數。