等離子弧是電弧的一種特殊形式,它是具有高能量密度的壓縮電弧,以鎢極作為電極,是在20世紀60年代出現的作為焊接工藝的新型熱源,隨著科學技術的發展,等離子弧焊已廣泛用于鋁及鋁合金的焊接。

等離子弧焊鋁及鋁合金時,可采用純Ar、純He或Ar十He混合氣體作為離子氣和保護氣,為了破壞和清除氧化膜,應采用交流或直流反極性壓縮電弧。等離子弧焊和普通的TIG焊焊接鋁及鋁合金比較,具有許多工藝優點,它可使焊接生產率提高50%~70%,可使氬氣的流量降低3/4~5/6,并能提高焊接接頭的質量。交流等離子弧焊時,加熱效率可達65%~70%,而一般的交流TIG焊,其加熱效率只有45%~50%。
比較等離子弧焊和TIG焊的焊接參數(表7-3)可以看出,直流反極性壓縮電弧焊接,其線能量最小。因此,在焊接加工硬化和可熱處理強化的鋁合金結構時,這種方法有很多優點。減少焊接時的線能量,則熔池氧化膜中殘余水分的分解反應受到抑制,所以可使焊縫金屬中氣孔的總體積減小。直流等離子弧焊,填充焊絲的消耗量可降低到40%,焊縫明顯變窄,在母材不經酸洗時,其焊縫也可獲得滿意的機械性能。通常采用穿孔型等離子弧進行焊接其效果較好,因為Al2O3薄膜的電阻高(1X107/cm),沿未清除氧化膜的金屬表面進行焊接會使電弧活性斑點收縮,并使金屬表面的熔化能力增強。壓縮電弧經過熔池穿透整個母材,這時,陰極凈化的效果特別明顯。為了填充電弧下面的孔隙,應向焊接區送人填充焊絲,無論是機械化焊接,還是手工焊接,均可將壓縮電弧潛人金屬之中。