等離子弧焊接是借助于水冷噴嘴對電弧的拘束作用，從而獲得較高能量密度的等離子弧進行焊接的方法。
等(deng)離子弧是通(tong)過以下三種壓縮(suo)作用獲得的：
①. 機械壓縮，它利用水冷(leng)噴嘴(zui)孔道限制(zhi)弧柱直(zhi)徑，來提高弧柱的能量密度(du)(du)和溫度(du)(du)。
②. 熱(re)收(shou)縮，由于水(shui)冷(leng)噴嘴溫度較低，從(cong)而在噴嘴內壁(bi)建立起一層(ceng)冷(leng)氣膜(mo)，迫使弧柱(zhu)導電斷(duan)面(mian)進一步(bu)(bu)減小，電流(liu)密度進一步(bu)(bu)提(ti)高，弧柱(zhu)這(zhe)種(zhong)收(shou)縮謂之“熱(re)收(shou)縮”，也可叫做“熱(re)壓縮”。
③. 磁(ci)收縮，弧柱(zhu)電流(liu)本身產生的磁(ci)場對(dui)弧柱(zhu)有(you)壓(ya)縮作(zuo)用（即(ji)磁(ci)收縮效應）。電流(liu)密度愈，磁(ci)收縮作(zuo)用愈強。
按電源聯接方式，等離子(zi)弧有非轉(zhuan)移(yi)(yi)型、轉(zhuan)移(yi)(yi)型和聯合(he)型三(san)種形式：
①. 非轉移(yi)型離(li)子弧(hu)，鎢極接電源負極，噴(pen)嘴(zui)接電源正極，等離(li)子弧(hu)體產(chan)生在(zai)鎢極與噴(pen)嘴(zui)之間，在(zai)離(li)子氣流(liu)壓送下，弧(hu)焰從噴(pen)嘴(zui)中噴(pen)出，形成等離(li)子焰（圖6-7a)
②. 轉(zhuan)移型等離(li)子弧(hu)(hu)(hu)，鎢極(ji)(ji)接(jie)電(dian)源負(fu)極(ji)(ji)，工(gong)件(jian)接(jie)電(dian)源正極(ji)(ji)，等離(li)子弧(hu)(hu)(hu)體產生(sheng)于(yu)鎢極(ji)(ji)與工(gong)件(jian)之間（圖6-7b).轉(zhuan)移弧(hu)(hu)(hu)難以直接(jie)形成，必須先(xian)引燃非(fei)轉(zhuan)移弧(hu)(hu)(hu)，然后才(cai)能過渡到轉(zhuan)移弧(hu)(hu)(hu)，金屬焊接(jie)、切割幾乎(hu)都是(shi)采用(yong)轉(zhuan)移型弧(hu)(hu)(hu)，因為轉(zhuan)移弧(hu)(hu)(hu)能把更多的熱量傳遞給工(gong)件(jian)。
③. 聯(lian)合型等(deng)離子弧(hu)(hu)，工作時(shi)非轉(zhuan)移弧(hu)(hu)和(he)轉(zhuan)移弧(hu)(hu)同時(shi)并(bing)存，則稱之謂聯(lian)合型等(deng)離子弧(hu)(hu)。主(zhu)要(yao)用于微束等(deng)離子弧(hu)(hu)焊和(he)粉末(mo)堆焊等(deng)方面。
等離子弧(hu)焊(han)焊接原理見圖6-8.焊槍中的鎢極處于噴嘴的中心位置，形成電弧等離子體的是氬氣，外層保護氣體可用氬氣，也可用氬氣＋氫氣的混合氣。
等(deng)(deng)離子(zi)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)設(she)(she)備分(fen)(fen)為(wei)手工焊(han)(han)(han)(han)(han)和自動焊(han)(han)(han)(han)(han)兩大(da)類。手工焊(han)(han)(han)(han)(han)設(she)(she)備由焊(han)(han)(han)(han)(han)接電(dian)源(yuan)、焊(han)(han)(han)(han)(han)槍(qiang)、控制(zhi)(zhi)電(dian)路(lu)(lu)、氣路(lu)(lu)和水(shui)路(lu)(lu)等(deng)(deng)部分(fen)(fen)組成。自動焊(han)(han)(han)(han)(han)設(she)(she)備則由焊(han)(han)(han)(han)(han)接電(dian)源(yuan)、焊(han)(han)(han)(han)(han)槍(qiang)、焊(han)(han)(han)(han)(han)接小(xiao)車（或轉動胎具(ju)(ju)）、控制(zhi)(zhi)電(dian)路(lu)(lu)、氣路(lu)(lu)及水(shui)路(lu)(lu)等(deng)(deng)部分(fen)(fen)組成。按照(zhao)焊(han)(han)(han)(han)(han)接電(dian)流(liu)的大(da)小(xiao)，等(deng)(deng)離子(zi)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)接設(she)(she)備又可分(fen)(fen)為(wei)大(da)電(dian)流(liu)等(deng)(deng)離子(zi)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)設(she)(she)備和微束等(deng)(deng)離子(zi)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)設(she)(she)備兩大(da)類。等(deng)(deng)離子(zi)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)的電(dian)源(yuan)采用具(ju)(ju)有陡降外特性的直(zhi)流(liu)電(dian)源(yuan)。
等離(li)子弧焊接與鎢(wu)極氬弧焊相比具(ju)有下列特點：
①. 電弧能量(liang)集中(zhong)且溫(wen)度高，焊接(jie)過程中(zhong)電弧穩定，焊接(jie)速度快(kuai)。可(ke)以(yi)縮小焊接(jie)接(jie)頭(tou)熱影響區且焊接(jie)變形小，還(huan)能提高焊縫內在和外(wai)部質量(liang)，使(shi)焊接(jie)頭(tou)力學性(xing)能和耐腐蝕性(xing)能均優(you)于鎢(wu)極氬弧焊。
②. 電弧(hu)呈圓(yuan)柱形且(qie)挺直(zhi)性(xing)好，弧(hu)長變(bian)化對焊(han)(han)件(jian)表(biao)面(mian)加熱點的能量密度影(ying)響(xiang)(xiang)小；不會(hui)由于弧(hu)長的改變(bian)而影(ying)響(xiang)(xiang)焊(han)(han)縫成形。等離子弧(hu)焊(han)(han)噴嘴到(dao)焊(han)(han)件(jian)之(zhi)間距離高達6.4mm,弧(hu)柱仍不會(hui)飄移。
③. 當焊接電流小到0.1A時，電弧仍能(neng)穩定燃(ran)燒，并保持良(liang)好的挺度和方向性(xing)。
④. 鎢極縮(suo)于噴嘴內，可(ke)減少鎢極對焊縫的污(wu)染。
⑤. 穿透(tou)性等離子弧焊(han)接時(shi)，焊(han)件(jian)不(bu)開(kai)坡口，背(bei)面(mian)無(wu)襯墊，可實現(xian)單(dan)面(mian)焊(han)雙面(mian)成形(xing)。但此(ci)時(shi)不(bu)適宜(yi)手(shou)工操作，靈(ling)活(huo)性不(bu)如手(shou)工鎢極(ji)氬弧焊(han)。
⑥. 設備較(jiao)復(fu)雜，工藝參數因(yin)素多(duo)，匹配要求較(jiao)嚴格，噴嘴使用(yong)壽命較(jiao)短且氣體耗量較(jiao)大，只宜在室內焊(han)接。等離子(zi)弧焊(han)與鎢極氬弧焊(han)一樣，有(you)手工操作和機械化操作之(zhi)分；也有(you)不加(jia)填(tian)(tian)充(chong)(chong)焊(han)絲與加(jia)填(tian)(tian)充(chong)(chong)焊(han)絲之(zhi)分。
大電流等(deng)離子弧(hu)焊接按焊縫成形機理，可分(fen)為(wei)：
①. 穿透型等離子弧焊(han)
它是以(yi)電弧(hu)在(zai)熔池前穿(chuan)透工件形成(cheng)小(xiao)孔，隨著熱(re)源移動在(zai)小(xiao)孔后形成(cheng)焊道(dao)的(de)一(yi)種(zhong)焊接方(fang)法(fa)，又稱穿(chuan)孔焊或鎖孔焊。在(zai)焊接厚為2.5~8.0mm的(de)奧氏(shi)體型不(bu)(bu)銹鋼時，可以(yi)不(bu)(bu)開坡口，不(bu)(bu)留(liu)間隙(xi)或留(liu)間隙(xi)小(xiao)于0.5mm,依靠小(xiao)孔效應實現單面(mian)焊雙面(mian)成(cheng)形。這種(zhong)焊接方(fang)法(fa)，目(mu)前只(zhi)適用于平焊位置對接焊。待(dai)焊處(chu)的(de)正、反兩面(mian)均通以(yi)保護氣體，收弧(hu)時要填(tian)滿(man)小(xiao)孔。
②. 熔透(tou)型等離子弧焊(han)
是指這種(zhong)等離子弧(hu)在焊(han)接過程中只熔(rong)(rong)化焊(han)件而(er)不產(chan)生小孔效應，焊(han)縫成形機理與鎢極氬弧(hu)焊(han)類似。有人又稱這種(zhong)方法(fa)(fa)為熔(rong)(rong)入式或熔(rong)(rong)融法(fa)(fa)等離子弧(hu)焊(han)。這種(zhong)焊(han)接方法(fa)(fa)主要用(yong)于薄板單面(mian)焊(han)雙面(mian)成形的(de)焊(han)縫或者厚板的(de)多層焊(han)。
大電流(liu)等(deng)離子弧(hu)(hu)焊(han)(han)接(jie)時，焊(han)(han)接(jie)參數比(bi)鎢極(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)多，焊(han)(han)接(jie)參數除了焊(han)(han)接(jie)電流(liu)、電弧(hu)(hu)電壓外，還有等(deng)離子氣流(liu)、保護氣體(ti)的成分、氣體(ti)流(liu)量(liang)(liang)以及噴嘴形(xing)狀和孔徑、長度(du)以及噴嘴到焊(han)(han)件距離等(deng)。其中焊(han)(han)接(jie)電流(liu)、焊(han)(han)接(jie)速度(du)和等(deng)離子氣體(ti)流(liu)量(liang)(liang)的匹配(pei)尤(you)為(wei)重要(yao)，直接(jie)影響焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭的成形(xing)和焊(han)(han)縫表(biao)面(mian)的質量(liang)(liang)。
焊(han)接(jie)電(dian)(dian)流(liu)小于30A的(de)熔透型等離(li)子(zi)弧(hu)焊(han)稱(cheng)為微束等離(li)子(zi)弧(hu)焊(han)。20世(shi)紀70年代以來，開(kai)始用(yong)小電(dian)(dian)流(liu)等離(li)子(zi)弧(hu)焊(han)接(jie)超薄壁件(jian)和細絲鋼件(jian)等，焊(han)接(jie)電(dian)(dian)流(liu)可(ke)(ke)小到0.2A,焊(han)接(jie)奧氏體(ti)型不(bu)銹鋼件(jian)最薄的(de)厚度可(ke)(ke)達0.01mm.微束等離(li)子(zi)弧(hu)焊(han)接(jie)的(de)特點(dian)是(shi)通(tong)過電(dian)(dian)弧(hu)的(de)壓縮，導電(dian)(dian)弧(hu)柱(zhu)集中為一條細線，雖然(ran)焊(han)接(jie)電(dian)(dian)流(liu)很(hen)(hen)小，電(dian)(dian)弧(hu)仍(reng)十分穩定，熔池很(hen)(hen)小，熱影(ying)響(xiang)區很(hen)(hen)窄，它不(bu)利用(yong)小孔效應，就能(neng)夠(gou)對超薄件(jian)實現(xian)快速(su)焊(han)接(jie)。微束等離(li)子(zi)弧(hu)焊(han)接(jie)可(ke)(ke)以采用(yong)手工操(cao)作，但為了保證焊(han)接(jie)接(jie)頭的(de)質量(liang)，應盡可(ke)(ke)能(neng)地采用(yong)機械操(cao)作。
為了使焊接(jie)薄壁件及超薄壁件的質量(liang)更有保(bao)證，目(mu)前發(fa)展到(dao)采用(yong)脈(mo)沖等離子弧焊接(jie)。它(ta)與前面所述的脈(mo)沖(chong)(chong)氣體保護焊一樣，可以調節基值電流、脈(mo)沖(chong)(chong)電流、脈(mo)沖(chong)(chong)寬度和頻率(lv)等工藝(yi)參數。
