等离子弧的特点

出处：按学科分类—工业技术 河南科学技术出版社《焊接技术手册》第264页（1064字）

1．等离子弧的静特性(伏安特性)

等离子弧的静特性，仍然是U形特性。由于冷壁喷嘴的约束作用，弧柱截面受到限制，使弧柱电场强度提高，电弧电压显着提高，U型特性的平直区域较自由电弧明显缩小，如图6－3a所示。喷嘴孔径减小，孔道长度增大，对上述影响更显着。离子气的种类不同，U形特性不同，同一类型离子气，其流量增加，静特性曲线上移，平直段缩小，反之亦然。

图6－3 等离子弧的静特性

(a)转移弧 (b)混合型弧

1－等离子弧 2－钨极氩弧 3－非转移弧

混合型等离子弧：由于非转移弧和转移弧同时存在，前者为后者提供了导电通道，导致静特性的明显变化。变化规律如图6－3b所示。随着维弧(非转移弧)电流I₂的增加，U形曲线下移，下降段斜率变小，提高了转移弧小电流时的稳定性。这就是微束等离子焊接采用混合型等离子弧的原因所在。

2．等离子弧的温度分布

等离子弧能量密度比自由电弧高一个数量级，达10⁵～10⁶W／cm²。温度高达24000～50000K，分布比自由电弧集中，电弧的扩散角小，挺直度好，如图6－4所示。等离子焰喷射速度高达300m／s以上。

图6－4 等离子弧温度分布及挺度

(a)温度分布图

1－2400～50000K 2－18000～24000K 3－14000～18000K 4－10000～14000K

(b)挺度示意图

实验条件：I－自由电弧：200A、15V、40×28L／h。

2－等离子弧：200A、3V、40×28L／h，压缩孔径2．4mm

3．三种类型的等离子弧的能量分配如图6－5所示。

图6－5 三种类型等离子弧的能量分配