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。
等離(li)子(zi)弧是通過以(yi)下三種壓縮作用獲得(de)的(de)：
①. 機(ji)械壓縮，它(ta)利用(yong)水冷噴(pen)嘴孔道限制弧柱直(zhi)徑(jing)，來提(ti)高(gao)弧柱的能量密度和溫(wen)度。
②. 熱(re)(re)收(shou)縮，由(you)于水(shui)冷噴(pen)嘴溫度(du)較低，從(cong)而在噴(pen)嘴內壁建立起一(yi)層(ceng)冷氣膜，迫(po)使(shi)弧柱(zhu)導(dao)電斷面進(jin)一(yi)步減小，電流(liu)密度(du)進(jin)一(yi)步提高，弧柱(zhu)這(zhe)種收(shou)縮謂(wei)之“熱(re)(re)收(shou)縮”，也(ye)可叫做(zuo)“熱(re)(re)壓縮”。
③. 磁收(shou)縮，弧柱(zhu)電(dian)流(liu)本(ben)身產生(sheng)的(de)磁場(chang)對弧柱(zhu)有壓(ya)縮作(zuo)用（即磁收(shou)縮效(xiao)應）。電(dian)流(liu)密(mi)度愈，磁收(shou)縮作(zuo)用愈強(qiang)。
按電(dian)源聯接(jie)方(fang)式，等離(li)子(zi)弧有非(fei)轉移型、轉移型和聯合型三種形式：
①. 非(fei)轉(zhuan)移(yi)型離(li)子弧(hu)，鎢極接電(dian)源(yuan)(yuan)負極，噴嘴(zui)(zui)接電(dian)源(yuan)(yuan)正極，等(deng)離(li)子弧(hu)體產生(sheng)在(zai)鎢極與噴嘴(zui)(zui)之(zhi)間，在(zai)離(li)子氣(qi)流(liu)壓(ya)送下，弧(hu)焰從噴嘴(zui)(zui)中噴出，形成等(deng)離(li)子焰（圖6-7a)
②. 轉(zhuan)移型等離(li)子弧(hu)(hu)(hu)，鎢極接(jie)電源(yuan)負極，工(gong)件接(jie)電源(yuan)正極，等離(li)子弧(hu)(hu)(hu)體產生于鎢極與工(gong)件之間（圖(tu)6-7b).轉(zhuan)移弧(hu)(hu)(hu)難以(yi)直(zhi)接(jie)形成，必須先引燃非(fei)轉(zhuan)移弧(hu)(hu)(hu)，然后(hou)才能(neng)過渡到轉(zhuan)移弧(hu)(hu)(hu)，金(jin)屬焊接(jie)、切割幾乎都是(shi)采用轉(zhuan)移型弧(hu)(hu)(hu)，因為轉(zhuan)移弧(hu)(hu)(hu)能(neng)把更多的熱(re)量傳遞(di)給工(gong)件。
③. 聯合(he)型等離子(zi)弧(hu)(hu)(hu)，工作時非轉(zhuan)移(yi)弧(hu)(hu)(hu)和(he)轉(zhuan)移(yi)弧(hu)(hu)(hu)同時并存，則(ze)稱之(zhi)謂聯合(he)型等離子(zi)弧(hu)(hu)(hu)。主要用(yong)于微束等離子(zi)弧(hu)(hu)(hu)焊和(he)粉(fen)末堆焊等方面。
等離(li)子弧焊焊接原理見圖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)弧焊(han)(han)(han)(han)(han)設(she)備分為手工(gong)焊(han)(han)(han)(han)(han)和自動焊(han)(han)(han)(han)(han)兩(liang)大類(lei)。手工(gong)焊(han)(han)(han)(han)(han)設(she)備由焊(han)(han)(han)(han)(han)接電(dian)(dian)源(yuan)、焊(han)(han)(han)(han)(han)槍(qiang)(qiang)、控制電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)、氣(qi)路(lu)(lu)(lu)和水路(lu)(lu)(lu)等(deng)(deng)部(bu)分組成(cheng)。自動焊(han)(han)(han)(han)(han)設(she)備則由焊(han)(han)(han)(han)(han)接電(dian)(dian)源(yuan)、焊(han)(han)(han)(han)(han)槍(qiang)(qiang)、焊(han)(han)(han)(han)(han)接小車（或轉動胎具）、控制電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)、氣(qi)路(lu)(lu)(lu)及水路(lu)(lu)(lu)等(deng)(deng)部(bu)分組成(cheng)。按照焊(han)(han)(han)(han)(han)接電(dian)(dian)流(liu)的大小，等(deng)(deng)離子(zi)弧焊(han)(han)(han)(han)(han)接設(she)備又(you)可分為大電(dian)(dian)流(liu)等(deng)(deng)離子(zi)弧焊(han)(han)(han)(han)(han)設(she)備和微束等(deng)(deng)離子(zi)弧焊(han)(han)(han)(han)(han)設(she)備兩(liang)大類(lei)。等(deng)(deng)離子(zi)弧焊(han)(han)(han)(han)(han)的電(dian)(dian)源(yuan)采用具有陡降外特性的直流(liu)電(dian)(dian)源(yuan)。
等離子弧焊(han)接與鎢(wu)極氬弧焊(han)相比具有下列特點：
①. 電弧能(neng)量(liang)集中且溫度(du)高(gao)，焊(han)(han)接過(guo)程中電弧穩定，焊(han)(han)接速度(du)快。可以縮小(xiao)焊(han)(han)接接頭熱(re)影響區且焊(han)(han)接變(bian)形小(xiao)，還能(neng)提(ti)高(gao)焊(han)(han)縫內在和外部質量(liang)，使焊(han)(han)接頭力學性能(neng)和耐腐(fu)蝕(shi)性能(neng)均優(you)于鎢極氬弧焊(han)(han)。
②. 電弧(hu)(hu)(hu)呈(cheng)圓柱(zhu)形且(qie)挺(ting)直性好，弧(hu)(hu)(hu)長變化對焊(han)件表(biao)面加(jia)熱點(dian)的(de)能量密度影(ying)響小；不(bu)會由(you)于弧(hu)(hu)(hu)長的(de)改變而(er)影(ying)響焊(han)縫成(cheng)形。等離子(zi)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)噴嘴到焊(han)件之間距離高達(da)6.4mm,弧(hu)(hu)(hu)柱(zhu)仍不(bu)會飄移(yi)。
③. 當焊接(jie)電(dian)流小到0.1A時，電(dian)弧仍能穩定燃(ran)燒，并保持良好的挺度和方向性(xing)。
④. 鎢極縮于(yu)噴(pen)嘴內，可減少鎢極對(dui)焊縫的污染。
⑤. 穿透(tou)性(xing)等離(li)子弧焊(han)接時，焊(han)件不(bu)開坡口，背面(mian)無襯墊，可(ke)實現(xian)單(dan)面(mian)焊(han)雙面(mian)成形。但此時不(bu)適宜手(shou)工操作，靈活性(xing)不(bu)如手(shou)工鎢極氬(ya)弧焊(han)。
⑥. 設備(bei)較復雜，工藝(yi)參數(shu)因素多，匹配(pei)要求較嚴格，噴嘴使用壽命較短且氣體耗量較大(da)，只宜在(zai)室內(nei)焊(han)接。等(deng)離子弧焊(han)與鎢極氬弧焊(han)一樣(yang)，有手(shou)工操(cao)作和機械化操(cao)作之分(fen)；也有不加(jia)填(tian)充焊(han)絲與加(jia)填(tian)充焊(han)絲之分(fen)。
大電流等離子弧(hu)焊接按焊縫成形機理，可分為：
①. 穿透型等(deng)離(li)子(zi)弧(hu)焊
它是以電弧在(zai)熔池前穿透工件形(xing)成小(xiao)(xiao)(xiao)孔(kong)，隨著熱源(yuan)移動在(zai)小(xiao)(xiao)(xiao)孔(kong)后(hou)形(xing)成焊(han)(han)(han)道的一種焊(han)(han)(han)接(jie)方法，又(you)稱穿孔(kong)焊(han)(han)(han)或(huo)鎖孔(kong)焊(han)(han)(han)。在(zai)焊(han)(han)(han)接(jie)厚為2.5~8.0mm的奧氏體(ti)(ti)型不(bu)銹鋼時，可以不(bu)開(kai)坡口，不(bu)留間(jian)隙(xi)或(huo)留間(jian)隙(xi)小(xiao)(xiao)(xiao)于0.5mm,依靠小(xiao)(xiao)(xiao)孔(kong)效(xiao)應實現(xian)單面(mian)焊(han)(han)(han)雙面(mian)成形(xing)。這種焊(han)(han)(han)接(jie)方法，目(mu)前只適用于平焊(han)(han)(han)位(wei)置對接(jie)焊(han)(han)(han)。待焊(han)(han)(han)處的正、反兩(liang)面(mian)均通(tong)以保(bao)護(hu)氣體(ti)(ti)，收弧時要填滿小(xiao)(xiao)(xiao)孔(kong)。
②. 熔(rong)透型等離(li)子弧焊(han)
是(shi)指這種(zhong)等(deng)離(li)子弧在焊(han)接過程中(zhong)只熔(rong)化(hua)焊(han)件而不產生小(xiao)孔效應，焊(han)縫成(cheng)形(xing)機理與鎢極氬弧焊(han)類似。有(you)人(ren)又稱(cheng)這種(zhong)方(fang)法為熔(rong)入式或熔(rong)融法等(deng)離(li)子弧焊(han)。這種(zhong)焊(han)接方(fang)法主要用于薄(bo)板(ban)(ban)單面(mian)焊(han)雙面(mian)成(cheng)形(xing)的焊(han)縫或者厚板(ban)(ban)的多(duo)層焊(han)。
大(da)電(dian)流(liu)等離(li)(li)子弧焊(han)接(jie)時，焊(han)接(jie)參數(shu)比鎢極氬(ya)弧焊(han)多(duo)，焊(han)接(jie)參數(shu)除(chu)了焊(han)接(jie)電(dian)流(liu)、電(dian)弧電(dian)壓外(wai)，還有等離(li)(li)子氣(qi)(qi)流(liu)、保(bao)護氣(qi)(qi)體的成分、氣(qi)(qi)體流(liu)量(liang)(liang)(liang)以及噴(pen)(pen)嘴形狀(zhuang)和(he)(he)孔徑、長度以及噴(pen)(pen)嘴到(dao)焊(han)件(jian)距離(li)(li)等。其中(zhong)焊(han)接(jie)電(dian)流(liu)、焊(han)接(jie)速度和(he)(he)等離(li)(li)子氣(qi)(qi)體流(liu)量(liang)(liang)(liang)的匹配(pei)尤(you)為重要，直(zhi)接(jie)影響焊(han)接(jie)接(jie)頭的成形和(he)(he)焊(han)縫表面的質量(liang)(liang)(liang)。
焊(han)接(jie)電(dian)(dian)(dian)流小(xiao)(xiao)于30A的熔透型等(deng)離(li)子(zi)弧(hu)焊(han)稱為微束(shu)(shu)等(deng)離(li)子(zi)弧(hu)焊(han)。20世紀(ji)70年代以(yi)來，開始用小(xiao)(xiao)電(dian)(dian)(dian)流等(deng)離(li)子(zi)弧(hu)焊(han)接(jie)超薄壁件(jian)和細絲鋼(gang)件(jian)等(deng)，焊(han)接(jie)電(dian)(dian)(dian)流可小(xiao)(xiao)到0.2A,焊(han)接(jie)奧氏體型不(bu)銹(xiu)鋼(gang)件(jian)最薄的厚度可達0.01mm.微束(shu)(shu)等(deng)離(li)子(zi)弧(hu)焊(han)接(jie)的特點是通過電(dian)(dian)(dian)弧(hu)的壓縮，導電(dian)(dian)(dian)弧(hu)柱(zhu)集中(zhong)為一(yi)條(tiao)細線，雖然焊(han)接(jie)電(dian)(dian)(dian)流很(hen)小(xiao)(xiao)，電(dian)(dian)(dian)弧(hu)仍(reng)十分穩定，熔池(chi)很(hen)小(xiao)(xiao)，熱影響(xiang)區很(hen)窄(zhai)，它不(bu)利用小(xiao)(xiao)孔效應，就能夠對超薄件(jian)實現快速焊(han)接(jie)。微束(shu)(shu)等(deng)離(li)子(zi)弧(hu)焊(han)接(jie)可以(yi)采用手工操作，但(dan)為了保證(zheng)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的質量，應盡(jin)可能地采用機械操作。
為了使(shi)焊(han)接(jie)薄壁件(jian)及超薄壁件(jian)的質量更有保(bao)證，目前發(fa)展(zhan)到采用(yong)脈沖等離子(zi)弧(hu)焊(han)接(jie)。它(ta)與前面所述的脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)氣體保護焊(han)一樣(yang)，可以調節基值電(dian)流、脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)電(dian)流、脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)寬度和頻率等工藝參數。
