等离子堆焊技术特点、现状与工业应用

邓琅

等离子堆焊技术特点、现状与工业应用

邓琅

（四川师范大学附属中学 610066）

等离子堆焊技术是一种理想的融化焊接工艺，在20世纪60年代被研制成功，如今，等离子堆焊技术已经在多个工业领域中得到了应用，代表性的有等离子熔化极堆焊技术、反极性弱等离子弧堆焊技术等。本文主要针对等离子堆焊技术特点、现状及其在工业上的应用进行分析。

等离子堆焊技术；特点；现状；工业应用

等离子堆焊技术具有节能、高效和质量稳定等特点，在绿色制造及再制造技术当中起到重要的作用。特别是随着我国制造业的不断发展，等离子堆焊技术显得尤其重要。据了解，等离子堆焊于20世纪60年代开始在工业中大量被使用。焊接的钨极可以促进热量的产生，热量在传递过程中，温度不断上涨，当焊接工作表面的温度达到标准值，再进行焊接工作，那么焊接粉就会随着热量熔化，当温度冷却时就会凝固在焊接的工作表面，进行实现堆焊工艺。堆焊工艺的工作效率很高，使用时间长，并且外观的粗糙度小，进而使用外观更为美观一些。与此同时，堆焊技术可以减少能量的消耗，提高工作的效率，基于此，堆焊技术被广泛的应用于制造业当中。

1 等离子堆焊技术的特点

与钨极氩弧焊进行比较的话，等离子堆焊具有很强的可控性，并且速度特别快，在整个热熔过程中，热量可以达到最高值，进而使得熔化很彻底，在凝固之后可以达到理想的效果。更为重要的是，由于钨极承载的电流能力不够强，往往负荷不了高电流，那么温度就很难达到理想状态，而等离子堆焊却可以负荷超电流。再加钨极一旦接触到过高的电流，那么钨极就会被蒸发掉，这样资源就会白白被浪费掉。而钨极的微粒会造成严重的环境污染，与此同时，钨极过量有可能会造成周边居民生活质量，或者身体产生疾病。而等离子堆焊中既可以承载高电流，又可以传递低电流，进而对于钨极的影响不大。等离子堆焊接与手工电弧焊接进行比较，会发现手工操作的灵活性更强，但是生产效率却远远超过手工操作。

众所周知，电焊工作强度很大，过度工作会影响到焊工的身体健康，与此同时，焊工的技术如果不到位，那么所焊接出来的产品质量会受到影响。另外，等离弧本身所产生的热量非常集中，电弧不会时高时低，稀释率很低，用时短，操作简单等等优势。这就让等离子弧的优势越来越明现。近些年来，随着自控技术的不断发展，堆焊设备越来越先进，例如PLC控制系统的使用，进而使得整个焊接工作都显得整齐有序，达到十分平均的数值。不论是热量、电弧稳定度、电流量不会时高时低，粉粒的量也控制得十分到位。可见，堆焊的相关参数越来越精准。

2 等离子堆焊设备的应用现状

等离子堆焊设备包括电源、电气控制系统、冷却水系统等等，每一个步骤都是至关重要的，一旦有某一个系统出现错误，就有可能导致整个等离堆焊效率不佳。例如等离子堆焊所需要用的电源一般是具有陡降的500A直流电源。并且形成两路电源，既要连接工件，又要与水冷电阻进行转换之后达到下枪体，进而实现两电源回路。电气控制部分需要与等离子形成各种气后才能够起到作用，例如送粉气、保护气等等串联之后进行使用。等离子弧是高温高能束流，电弧温度可以达到30000℃，功率密度介于1.5×102～1.6×104W/mm2，在将这一技术应用在切割、焊接与喷涂工作中时，效果能够与电子束、激光相媲美、低压缩等离子弧属于柔性等离子弧，可以满足堆焊高速熔辐要求，也可以满足低稀释率要求，基本不会出现双弧问题，有着良好的技术优势。总而言之，等离子堆焊具有能力密度可控堆焊粉末材料广泛以及堆焊层稀释率低等优点，越来越受到重视，但是同埋弧焊等相比还具有一些缺点。因此，如何最大限度发挥堆焊技术的优越性以获得优质、低稀释率的堆焊层，已经成为国内外堆焊技术研究的方向之一。

3 等离子堆焊接的应用趋势

因为等离子堆焊的优势众多，因此被广泛的应用于各行各业当中，例如石油化工，工程机械，矿山机械等等，都在大量的使用等离子堆焊技术，但是等离子堆焊技术也存在一定的不足，例如长时间施工时，粘喷嘴现象容易产生，直接会把材料进行吸附，有的材料被过度吸附，那么就很难达到材料本身的使用目的，或者直接被作废，这对于施工单位而言，是一个重大的损失。与此同时，等离子堆焊技术会产生大量的细微粉粒，粉粒会造成环境污染，对于施工人员而言，过量吸入粉粒也会引起疾病的产生。在系统控制方面，等离子堆焊工艺参数很复杂，那在操作过程中，要进行控制的对象就很难进行把握。

就目前来看，等离子堆焊接技术还有很多技术问题尚未得以解决，因此，还是需要我国优秀的研究工作者对等离子堆焊接技术进行不断的改善，进而改善等离子堆焊接技术，为制造业的发展提供更多的保障。

4 结语

综上所述，随着科技的不断进步，绿色制造的时代逐步走向大众，我国经过几十年的发展，不论是在思想还是行动上都有所进步，特别是对于制造业所带来的环境污染问题越来越重视，而焊接工作一直都是制造燥音与污染的一大害。随着科技的进步，等离子堆焊技术开始被广泛应用于各行各业，等离子堆焊本身具备众多的优点，但是也存在一定的不足之处，这些都是需要日后的不断改进，进而解决危害提高优势，为社会的经济发展注入力量。

[1]宗琳，刘政军，高海亮，李乐成.等离子熔覆铁基堆焊合金显微组织与耐磨性[J].沈阳工业大学学报，2011（04）.

[2]向永华，徐滨士，吕耀辉，姜 祎，刘存龙，夏丹.自动化等离子堆焊技术在发动机缸体再制造中的应用[J].中国表面工程，2009（06）.

[3]П.В.Г л а д к и й，胥金荣.等离子堆焊工艺的研究[J].国外机车车辆工艺，2008（02）.

[4]屈盛官，熊志华，赖福强，王光宏，李小强，邓继韶，黎志彦.等离子堆焊Stellite合金高温摩擦磨损特性研究[J].摩擦学学报，2016（03）.

TG455

A

1004-7344（2016）27-0307-01

2016-9-4