鋁合金的變極性等離子焊接是變極性TIG焊接的基礎上發展起來的。產生育美國20世紀80年代,主要用於航天產品的焊接。目前國內也逐漸在航天及民用產品中應用此工藝。
變極性等離子焊接具有很高的能量密度和電弧射流速度,射流速度可達到300-2000m/s(普通電弧射流速度為80-150m/s);具有壓縮電弧特性,使其在焊接過程中具有穿孔焊接的特點;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,熱影響小,鋁合金接頭強度高;正面焊接和陰極霧化的時間可以以0.1ms設置,加大清理和焊接的密度,容易保證焊接的質量和效率;的延長鎢極的使用壽命,降低焊縫夾鎢的風險。
採用變極性等離子焊接工藝,可以一次焊透至少16mm的鋁合金(對某些鋁合金,如採用he或he+ar氣體,一次可焊透25mm),並實現雙面成形,具有焊縫氣孔少、焊接變性小和接頭強度高(達到母材的0.8-1.0)等優點。
變極性TIG焊接需要控制的焊接參數較少,而對變極性等離子焊接係統相對變極性TIG需要控制的焊接參數較多,並且控制精度和響應速度要求更加嚴格。能夠實現變極性等離子焊接的變極性電源與控制係統,可以輕松實現變極性TIG焊接。由於等離子焊槍較重,焊接過程要求平穩,所以變極性等離子焊接只適合於自動焊接。其設備主要包括等離子焊接電源、等離子焊槍、自動送絲係統、智能溫控水箱、焊接工裝等。