[安全生產(chǎn)模擬考試資料與題庫（含答案）]等離子切割與焊接工藝

1、等離子切割與焊接工藝原創(chuàng) 2021-06-05上方一、等離子弧的產(chǎn)生及特點1.等離子弧的產(chǎn)生原理1）等離子體等離子體是一種特殊的物質(zhì)，現(xiàn)代物理學(xué)中把它列于物質(zhì)三態(tài)(固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài))之后，稱物質(zhì)第四態(tài)。在電弧的產(chǎn)生中提到所有物體的電離問題，即氣體在獲得足夠能量的時候，便會使中性的氣體分子或原子電離成帶正電的離子和帶負電的電子，較充分電離的氣體就是等離子體。由于等離子體具有較好的導(dǎo)電能力、極高的溫度(15000℃~30000℃)和導(dǎo)

2、熱性，能量又是高度集中，因而對于熔化一些難熔的金屬或非金屬非常有利。普通焊接電弧的弧柱中心實際上就是等離子體,而等離子弧焊接與切割所使用的等離子體是經(jīng)過“壓縮”的電弧。電弧經(jīng)過壓縮，弧柱橫截面縮小，電流密度增大，電離程度提高，故等離子體又稱為“壓縮電弧“或通常所稱的等離子弧。2）等離子弧的產(chǎn)生以前所說的電弧，由于未受到外界的約束，故稱為自由電弧。在電弧區(qū)內(nèi)的氣體是未被充分電離的,能量不能高度集中。為了提高弧柱的溫度，可以增大電弧電流和電

3、壓，但是由于弧柱直徑與電弧電流和電壓成正比，因而弧柱中的電流密度近乎等于常數(shù),其溫度也就被限制在5000℃~6000℃左右。若對自由電弧的弧柱進行強迫“壓縮”，就能獲得導(dǎo)電截面收縮比較小而能量更加集中的電弧即等離子孤。這種強迫壓縮的作用，稱為“壓縮效應(yīng)”，使弧柱產(chǎn)生“壓縮效應(yīng)”有如下3種形式：（1）機械壓縮效應(yīng)如圖9-1(a)所示,在電極(負極)和工件(正極)之間加上一個較高電壓，通過激發(fā)使氣體電離形成電弧。此時，若弧柱通過具有特殊孔形

4、的噴嘴，并同時送入一定壓力的工作氣體時，使弧柱強迫通過細孔道?；≈闶艿搅藱C械壓縮,弧柱截面積縮小，這就稱為機械壓縮效應(yīng)。2）等離子弧的特點（1）能貴高度集中由于等離子弧有很高的導(dǎo)電性，能承受很大的電流密度，因而可以通過極大的電流，故具有極高的溫度；又因其截面很小,能量高度集中，所以一般等離子弧在噴嘴出口中心溫度達20000℃左右，而用于切割的等離子弧在噴嘴附近溫度可達30000℃左右。（2）極大的溫度梯度由于等離子弧橫截面積很小(直徑

5、一般小于3mm),從溫度最高的中心到溫度低的邊沿，溫度變化非常大，所以說其溫度梯度極大。（3）具有很強的吹力等離子發(fā)生裝置內(nèi)通入的常溫壓縮氣體，由于受到電弧的高溫而膨脹，使氣體壓力增高，能過噴嘴細孔的氣體流速甚至可超過聲速，故等離子體具有較強的沖擊力。（4）良好的電弧穩(wěn)定性由于等離子弧電離程度很高，所以放電過程穩(wěn)定，弧柱呈圖柱形，挺直度好，使焊件受熱面積幾乎不變，當(dāng)弧長變化時，電弧電壓和焊接電流變化都非常小。3）等離子弧電極材料等離子弧

6、所用的電極材料與鎢極氬弧焊一樣，應(yīng)優(yōu)先使用沒有放射性的鈰鎢極，其電子發(fā)射能力和抗燒損情況都比釷鎢極好。它燒損后電極尖端仍能保持尖頭,這對于維持長時間穩(wěn)定的切割及保持電弧壓縮效果,提高切割效率都是有利的。4）等離子弧工作氣體常用的等離子弧的工作氣體是氮、氬，氫以及它們的混合氣體。（1）氮氣因為氮氣的成本很低，化學(xué)性能不十分活潑，使用時危險性小，所以應(yīng)用最廣。切割大厚度工件時，常使用混合氣體。氮氣的純度應(yīng)不低于99.5%，若其中含氧或水氣量