鋁合金變極性等離子弧(VPPA)焊接技術(shù)是在變極性TIG焊接的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,是可以一次焊透中厚鋁合金的一種先進焊接工藝,其工藝特點是在焊接過程中, 在焊接熔池中心存在一穿透的小孔。
早期鋁合金穿孔型等離子弧焊接是以平焊形式出現(xiàn)的,但生產(chǎn)實踐發(fā)現(xiàn), 立向上焊工藝不僅可以使可焊厚度增加, 更重要的是, 焊縫成型穩(wěn)定性有顯著提高。
等離子弧立焊時, 熔池中液態(tài)金屬受重力、等離子射流的正向壓力和切向力、液體金屬表面張力等,當?shù)入x子弧相對焊件向上移動時,在這些力的綜合作用下,液態(tài)金屬沿小孔邊緣向下流動,并在穿孔下方重新愈合形成焊縫, 使穿孔熔池得以動態(tài)保持, 實現(xiàn)焊接。
采用立向上焊工藝,既有利于焊縫的正面成形,又有利于熔池中氫的逸出,減少氣孔缺陷,因此被稱為“零缺陷焊接”。
變極性等離子弧焊接技術(shù)的優(yōu)點為:
等離子弧柱挺度好,熱量集中,因而可以得到很好的熔深;
等離子焊縫窄,熱影響區(qū)小,鋁合金接頭強度高;
正面焊接和陰極霧化的時間可以設(shè)置,加大清理和焊接的密度,容易保證焊接的質(zhì)量和效率;
可以采用混合氣體作為保護氣,并可以加大等離子電弧的穿透能力;
小孔效應(yīng)變極性等離子可以同時清除焊縫正面、坡口鈍邊和焊縫背面的氧化膜,保證更好的焊接效果;
小孔效應(yīng)變極性等離子能很大程度地將焊縫雜質(zhì)排除到焊縫外表面;更好地延長鎢極的使用壽命,降低焊縫夾鎢風險。
由于穿孔型等離子弧立焊可實現(xiàn)中厚板的單面焊、雙面同時自由成型, 并且氣孔和夾雜物少, 焊接變形小,生產(chǎn)率高,成本低,因而成為中厚度鋁合金部件的常用焊接方法,有著廣闊的應(yīng)用前景。