等離子堆焊技術特點、現狀與工業應用

鄧瑯

等離子堆焊技術特點、現狀與工業應用

鄧瑯

（四川師范大學附屬中學 610066）

等離子堆焊技術是一種理想的融化焊接工藝，在20世紀60年代被研制成功，如今，等離子堆焊技術已經在多個工業領域中得到了應用，代表性的有等離子熔化極堆焊技術、反極性弱等離子弧堆焊技術等。本文主要針對等離子堆焊技術特點、現狀及其在工業上的應用進行分析。

等離子堆焊技術；特點；現狀；工業應用

等離子堆焊技術具有節能、高效和質量穩定等特點，在綠色制造及再制造技術當中起到重要的作用。特別是隨著我國制造業的不斷發展，等離子堆焊技術顯得尤其重要。據了解，等離子堆焊于20世紀60年代開始在工業中大量被使用。焊接的鎢極可以促進熱量的產生，熱量在傳遞過程中，溫度不斷上漲，當焊接工作表面的溫度達到標準值，再進行焊接工作，那么焊接粉就會隨著熱量熔化，當溫度冷卻時就會凝固在焊接的工作表面，進行實現堆焊工藝。堆焊工藝的工作效率很高，使用時間長，并且外觀的粗糙度小，進而使用外觀更為美觀一些。與此同時，堆焊技術可以減少能量的消耗，提高工作的效率，基于此，堆焊技術被廣泛的應用于制造業當中。

1 等離子堆焊技術的特點

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

眾所周知，電焊工作強度很大，過度工作會影響到焊工的身體健康，與此同時，焊工的技術如果不到位，那么所焊接出來的產品質量會受到影響。另外，等離弧本身所產生的熱量非常集中，電弧不會時高時低，稀釋率很低，用時短，操作簡單等等優勢。這就讓等離子弧的優勢越來越明現。近些年來，隨著自控技術的不斷發展，堆焊設備越來越先進，例如PLC控制系統的使用，進而使得整個焊接工作都顯得整齊有序，達到十分平均的數值。不論是熱量、電弧穩定度、電流量不會時高時低，粉粒的量也控制得十分到位。可見，堆焊的相關參數越來越精準。

2 等離子堆焊設備的應用現狀

等離子堆焊設備包括電源、電氣控制系統、冷卻水系統等等，每一個步驟都是至關重要的，一旦有某一個系統出現錯誤，就有可能導致整個等離堆焊效率不佳。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，又要與水冷電阻進行轉換之后達到下槍體，進而實現兩電源回路。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、保護氣等等串聯之后進行使用。等離子弧是高溫高能束流，電弧溫度可以達到30000℃，功率密度介于1.5×102～1.6×104W/mm2，在將這一技術應用在切割、焊接與噴涂工作中時，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，基本不會出現雙弧問題，有著良好的技術優勢。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點，越來越受到重視，但是同埋弧焊等相比還具有一些缺點。因此，如何最大限度發揮堆焊技術的優越性以獲得優質、低稀釋率的堆焊層，已經成為國內外堆焊技術研究的方向之一。

3 等離子堆焊接的應用趨勢

因為等離子堆焊的優勢眾多，因此被廣泛的應用于各行各業當中，例如石油化工，工程機械，礦山機械等等，都在大量的使用等離子堆焊技術，但是等離子堆焊技術也存在一定的不足，例如長時間施工時，粘噴嘴現象容易產生，直接會把材料進行吸附，有的材料被過度吸附，那么就很難達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，是一個重大的損失。與此同時，等離子堆焊技術會產生大量的細微粉粒，粉粒會造成環境污染，對于施工人員而言，過量吸入粉粒也會引起疾病的產生。在系統控制方面，等離子堆焊工藝參數很復雜，那在操作過程中，要進行控制的對象就很難進行把握。

就目前來看，等離子堆焊接技術還有很多技術問題尚未得以解決，因此，還是需要我國優秀的研究工作者對等離子堆焊接技術進行不斷的改善，進而改善等離子堆焊接技術，為制造業的發展提供更多的保障。

4 結語

綜上所述，隨著科技的不斷進步，綠色制造的時代逐步走向大眾，我國經過幾十年的發展，不論是在思想還是行動上都有所進步，特別是對于制造業所帶來的環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。隨著科技的進步，等離子堆焊技術開始被廣泛應用于各行各業，等離子堆焊本身具備眾多的優點，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，進而解決危害提高優勢，為社會的經濟發展注入力量。

[1]宗琳，劉政軍，高海亮，李樂成.等離子熔覆鐵基堆焊合金顯微組織與耐磨性[J].沈陽工業大學學報，2011（04）.

[2]向永華，徐濱士，呂耀輝，姜 祎，劉存龍，夏丹.自動化等離子堆焊技術在發動機缸體再制造中的應用[J].中國表面工程，2009（06）.

[3]П.В.Г л а д к и й，胥金榮.等離子堆焊工藝的研究[J].國外機車車輛工藝，2008（02）.

[4]屈盛官，熊志華，賴福強，王光宏，李小強，鄧繼韶，黎志彥.等離子堆焊Stellite合金高溫摩擦磨損特性研究[J].摩擦學學報，2016（03）.

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