等離子弧焊接是借(jie)助於水冷(ling)噴(pen)嘴對(dui)電弧的拘束(shu)作(zuo)用，從而獲得(de)較高(gao)能(nen)量密度的等離子弧進行焊接的方(fang)法。
等離子弧是通過(guo)以下三種(zhong)壓縮作(zuo)用獲得(de)的：
①. 機械壓縮，它(ta)利用水冷(ling)噴(pen)嘴孔道限製弧柱直徑，來提高(gao)弧柱的能(nen)量密度和溫(wen)度。
②. 熱收縮，由於水冷(ling)噴(pen)嘴溫(wen)度較低，從而在噴(pen)嘴內壁建立起(qi)一層(ceng)冷(ling)氣膜(mo)，迫使(shi)弧柱導電斷麵進一步(bu)減(jian)小，電流密度進一步(bu)提高(gao)，弧柱這種(zhong)收縮謂之“熱收縮”，也可叫做“熱壓縮”。
③. 磁收縮，弧柱電流本(ben)身產生的磁場對(dui)弧柱有壓縮作(zuo)用（即(ji)磁收縮效應(ying)）。電流密度愈，磁收縮作(zuo)用愈強(qiang)。
按電源聯接方(fang)式(shi)，等離子弧有非轉移型、轉移型和聯合型三種(zhong)形式(shi)：
①. 非轉移型離子弧，鎢極(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極(ji)與噴(pen)嘴之間，在離子氣流壓送下，弧焰從噴(pen)嘴中噴(pen)出，形成等離子焰（圖6-7a)
②. 轉移型等離子弧，鎢極(ji)接電源負(fu)極(ji)，工件接電源正極(ji)，等離子弧體產生於鎢極(ji)與工件之間（圖6-7b).轉移弧難以直接形成，必須(xu)先引燃(ran)非轉移弧，然後才能(nen)過(guo)渡(du)到(dao)轉移弧，金屬焊接、切割幾乎(hu)都是采用轉移型弧，因(yin)為轉移弧能(nen)把更(geng)多的熱量傳遞給(gei)工件。
③. 聯合型等離子弧，工作(zuo)時非轉移弧和轉移弧同(tong)時並(bing)存，則(ze)稱之謂聯合型等離子弧。主要用於微(wei)束(shu)等離子弧焊和粉(fen)末(mo)堆焊等方(fang)麵。
等離子弧焊焊接原(yuan)理見圖6-8.焊槍中的鎢極(ji)處於噴(pen)嘴的中心位置，形成電弧等離子體的是氬氣，外層(ceng)保護(hu)氣體可用氬氣，也可用氬氣＋氫氣的混合氣。
等離子弧焊設備分為手工焊和自動焊兩(liang)大類。手工焊設備由焊接電源、焊槍、控製電路、氣路和水路等部分組(zu)成。自動焊設備則(ze)由焊接電源、焊槍、焊接小車（或轉動胎具）、控製電路、氣路及水路等部分組(zu)成。按照焊接電流的大小，等離子弧焊接設備又(you)可分為大電流等離子弧焊設備和微(wei)束(shu)等離子弧焊設備兩(liang)大類。等離子弧焊的電源采用具有陡(dou)降外特(te)性的直流電源。
等離子弧焊接與鎢極(ji)氬弧焊相比具有下列(lie)特(te)點：
①. 電弧能(nen)量集中且(qie)溫(wen)度高(gao)，焊接過(guo)程中電弧穩(wen)定，焊接速度快。可以縮小焊接接頭熱影(ying)響區(qu)且(qie)焊接變形小，還能(nen)提高(gao)焊縫內在和外部質量，使(shi)焊接頭力(li)學性能(nen)和耐腐蝕性能(nen)均優於鎢極(ji)氬弧焊。
②. 電弧呈(cheng)圓柱形且(qie)挺(ting)直性好，弧長變化對(dui)焊件表(biao)麵加熱點的能(nen)量密度影(ying)響小；不會(hui)由於弧長的改變而影(ying)響焊縫成形。等離子弧焊噴(pen)嘴到(dao)焊件之間距(ju)離高(gao)達6.4mm,弧柱仍不會(hui)飄移。
③. 當焊接電流小到(dao)0.1A時，電弧仍能(nen)穩(wen)定燃(ran)燒，並(bing)保持良好的挺(ting)度和方(fang)向(xiang)性。
④. 鎢極(ji)縮於噴(pen)嘴內，可減(jian)少鎢極(ji)對(dui)焊縫的汙染(ran)。
⑤. 穿透(tou)性等離子弧焊接時，焊件不開坡口(kou)，背麵無襯墊，可實現(xian)單(dan)麵焊雙麵成形。但此時不適宜手工操作(zuo)，靈活性不如手工鎢極(ji)氬弧焊。
⑥. 設備較複雜，工藝參(can)數因(yin)素(su)多，匹(pi)配要求較嚴格，噴(pen)嘴使(shi)用壽命較短且(qie)氣體耗量較大，隻宜在室內焊接。等離子弧焊與鎢極(ji)氬弧焊一樣，有手工操作(zuo)和機械化操作(zuo)之分；也有不加填充(chong)焊絲與加填充(chong)焊絲之分。
大電流等離子弧焊接按焊縫成形機理，可分為：
①. 穿透(tou)型等離子弧焊
它(ta)是以電弧在熔池前(qian)穿透(tou)工件形成小孔，隨著(zhou)熱源移動在小孔後形成焊道的一種(zhong)焊接方(fang)法，又(you)稱穿孔焊或鎖孔焊。在焊接厚為2.5~8.0mm的奧氏體型不鏽鋼時，可以不開坡口(kou)，不留間隙或留間隙小於0.5mm,依靠小孔效應(ying)實現(xian)單(dan)麵焊雙麵成形。這種(zhong)焊接方(fang)法，目前(qian)隻適用於平(ping)焊位置對(dui)接焊。待焊處的正、反兩(liang)麵均通以保護(hu)氣體，收弧時要填滿(man)小孔。
②. 熔透(tou)型等離子弧焊
是指這種(zhong)等離子弧在焊接過(guo)程中隻熔化焊件而不產生小孔效應(ying)，焊縫成形機理與鎢極(ji)氬弧焊類似(si)。有人又(you)稱這種(zhong)方(fang)法為熔入式(shi)或熔融法等離子弧焊。這種(zhong)焊接方(fang)法主要用於薄板單(dan)麵焊雙麵成形的焊縫或者(zhe)厚板的多層(ceng)焊。
大電流等離子弧焊接時，焊接參(can)數比鎢極(ji)氬弧焊多，焊接參(can)數除了焊接電流、電弧電壓外，還有等離子氣流、保護(hu)氣體的成分、氣體流量以及噴(pen)嘴形狀和孔徑、長度以及噴(pen)嘴到(dao)焊件距(ju)離等。其(qi)中焊接電流、焊接速度和等離子氣體流量的匹(pi)配尤為重要，直接影(ying)響焊接接頭的成形和焊縫表(biao)麵的質量。
焊接電流小於30A的熔透(tou)型等離子弧焊稱為微(wei)束(shu)等離子弧焊。20世紀70年代以來，開始(shi)用小電流等離子弧焊接超薄壁件和細(xi)絲鋼件等，焊接電流可小到(dao)0.2A,焊接奧氏體型不鏽鋼件最薄的厚度可達0.01mm.微(wei)束(shu)等離子弧焊接的特(te)點是通過(guo)電弧的壓縮，導電弧柱集中為一條細(xi)線(xian)，雖然焊接電流很小，電弧仍十分穩(wen)定，熔池很小，熱影(ying)響區(qu)很窄，它(ta)不利用小孔效應(ying)，就能(nen)夠對(dui)超薄件實現(xian)快速焊接。微(wei)束(shu)等離子弧焊接可以采用手工操作(zuo)，但為了保證焊接接頭的質量，應(ying)盡可能(nen)地采用機械操作(zuo)。
為了使(shi)焊接薄壁件及超薄壁件的質量更(geng)有保證，目前(qian)發展(zhan)到(dao)采用脈衝等離子弧焊接。它(ta)與前(qian)麵所述(shu)的脈衝氣體保護(hu)焊一樣，可以調(diao)節(jie)基(ji)值電流、脈衝電流、脈衝寬(kuan)度和頻率等工藝參(can)數。
