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铝合金的变极性等离子焊接是变极性TIG焊接的基础上发展起来的。产生育美国20世纪80年代,主要用于航天产品的焊接。目前国内也逐渐在航天及民用产品中应用此工艺。
变极性等离子焊接具有很高的能量密度和电弧射流速度,射流速度可达到300-2000m/s(普通电弧射流速度为80-150m/s);具有压缩电弧特性,使其在焊接过程中具有穿孔焊接的特点;等离子弧柱挺度好,热量集中,因而可以得到很好的熔深;等离子焊缝窄,热影响小,铝合金接头强度高;正面焊接和阴极雾化的时间可以以0.1ms设置,加大清理和焊接的密度,容易保证焊接的质量和效率;的延长钨极的使用寿命,降低焊缝夹钨的风险。
采用变极性等离子焊接工艺,可以一次焊透至少16mm的铝合金(对某些铝合金,如采用he或he+ar气体,一次可焊透25mm),并实现双面成形,具有焊缝气孔少、焊接变性小和接头强度高(达到母材的0.8-1.0)等优点。
变极性TIG焊接需要控制的焊接参数较少,而对变极性等离子焊接系统相对变极性TIG需要控制的焊接参数较多,并且控制精度和响应速度要求更加严格。能够实现变极性等离子焊接的变极性电源与控制系统,可以轻松实现变极性TIG焊接。由于等离子焊枪较重,焊接过程要求平稳,所以变极性等离子焊接只适合于自动焊接。其设备主要包括等离子焊接电源、等离子焊枪、自动送丝系统、智能温控水箱、焊接工装等。