（1）等离子弧焊 等离子弧焊接是借助于水冷喷嘴对电弧的压缩作用，从而获得较高能量密度的等离子弧进行焊接的方法。
焊接奥氏体不锈钢对接焊缝时，用微弧等离子焊，可焊最薄件厚度仅为0.01mm，用大电流等离子弧焊可一道焊成的最后板可达8mm。
1）等离子弧焊的特点。等离子弧焊接与钨极氩弧焊相比具有下列特点：
① 电弧能量集中且温度高，焊接过程中电弧稳定，焊接速度快。可以缩小焊接接头热影响区且焊接变形小，还能改善焊缝成形和提高焊接质量，使焊接接头力学性能和耐腐蚀性能均优于钨极氩弧焊。
② 电弧呈圆柱形且挺度高，弧长变化对焊件表面加热点的能量密度影响小，不会由于弧长的改变而影响焊缝成形。等离子弧焊喷嘴到焊件之间距离高达6.4mm，弧柱仍不会漂移。
③ 焊接电流可以小到0.1A时，电弧仍能稳定燃烧，并保持良好的挺度和方向性。
④ 钨极缩于喷嘴内，可减少钨极对焊缝的污染。
⑤ 穿透性等离子弧焊接时，焊件不开坡口，背面无衬垫，可实现单面焊双面成形。
⑥ 设备较复杂，工艺参数因素多，匹配要求较严格，喷嘴使用寿命较短，且气体耗量较大，只宜在室内焊接。
等离子弧焊与钨极氩弧焊一样，有手工操作和机械化操作之分；也有不加填充焊丝与加填充焊丝之分。
2）等离子弧焊接焊缝成形机理。可分为大电流等离子弧焊接和微束等离子弧焊接及脉冲等离子弧焊接。
① 大电流等离子弧焊接。大电流等离子弧焊接分穿透型和熔透型两种方法。
a.穿透型等离子弧焊。它是以电弧在熔池前穿透工件形成小孔，随着热源移动在小孔后形成焊道的一种焊接方法。又称穿孔焊和锁孔焊。
在焊接厚度大于2.0mm的奥氏体不锈钢焊件时，利用高温等离子弧将焊件待焊处加热熔化至烧穿，如果焊接参数调节适当，可以穿透工件形成小孔。此小孔面积较小，熔化金属靠表面张力托住而不致于从小孔中跌落，这就是等离子弧焊接的小孔效应。在焊接厚度为2.5～8.2mm的奥氏体不锈钢时，可以不开坡口，不留间隙或留小于0.5mm的间隙，依靠小孔效应实现单面焊双面成形。这种焊接方法，目前只适用平焊位置对接焊。待焊处的正、反两面均通以保护气体，收弧时填满小孔。填满小孔主要靠焊接电流和离子流气流同时衰减或先后衰减，才能消除弧坑和下凹坑。
b.熔透型等离子弧焊。是指这种等离子弧在焊接过程中只熔化焊件而不产生小孔效应，焊缝成形机理及钨极氩弧焊类似。有人又称这种方法为熔入式或熔融法等离子弧焊。这种焊接方法主要用于薄板单面焊双面成形的焊缝或者厚板的多层焊。
大电流等离子弧焊接时，焊接参数比钨极氩弧焊多。除了焊接电流、电弧电压外，还有等离子气流、保护气体成分、气体流量以及喷嘴形状和孔径、长度以及喷嘴到焊件距离等。其中焊接电流、焊接速度和等离子气体流量的匹配尤为重要，直接影响焊接接头的成形和焊缝表面上的质量。
表3-58和表3-59所示为穿透型和熔透型等离子弧焊接奥氏体不锈钢的焊接参数。
表3-58 穿透型等离子弧焊接奥氏体不锈钢的焊接参数

板厚/mm	接头形式	焊接电流 /A	电弧电压 /V	焊接速度 /(cm/min)	气体成分 （体积分数，%）	气体流量/(L/min)
						离子气	保护气体
2.4	I形对接	115	30	61	Ar95+H­25	2.8	17
3.2		145	32	76		4.7	17
4.8		165	36	41		6.1	21
6.4		240	38	36		8.5	24

注：1.焊接电源为正流电源。
2.焊缝背面须用气体保护。
表3-59 熔透型等离子弧焊接奥氏体不锈钢的焊接参数

板厚/mm	焊接电流 /A	电弧电压 /V	焊接速度 /(cm/min)	离子气Ar/(L/min)	保护气体 /(L/min)	喷嘴直径 /mm	备注
0.025	0.3	-	12.7	0.2	8（Ar99+H21）	0.75	卷边焊
0.075	1.6	-	15.2	0.2	8（Ar99+H21）	0.75
0.125	1.6	-	37.5	0.28	7（Ar99+H21）	0.75
0.175	3.2	-	77.5	0.28	9.5（Ar96+H24）	0.75
0.25	5	20	32.0	0.5	7Ar	0.6
0.2	4.3	25	-	0.4	5Ar	0.8	对接焊（背后有铜垫）
0.2	4	26	-	0.4	6Ar	0.8
0.1	3.3	24	37.0	0.15	4Ar	0.6
0.25	6.6	24	27.0	0.6	6Ar	0.8
1.0	2.7	25	27.5	0.6	11Ar	1.2
0.25	6	-	20.0	0.28	9.5（Ar99+H21）	0.75
0.75	10	-	12.5	0.28	9.5（Ar99+H21）	0.75
1.2	13	-	15.0	0.42	7（Ar98+H22）	0.8
1.6	46	-	25.4	0.47	12（Ar95+H25）	1.3	手工对焊
2.4	90	-	20.0	0.7	12（Ar95+H25）	2.2
3.2	100	-	25.4	0.7	12（Ar95+H25）	2.2

  
c.微束等离子弧焊接。焊接电流小于30A的熔透型等离子弧焊称为微束等离子弧焊。20世纪70年代以来，开始用小电流等离子弧焊接超薄壁件和细丝钢等，焊接电流可小到0.2A，焊接奥氏体不锈钢最薄的厚度可达0.01mm。微束等离子弧焊接的特点是通过电弧的压缩，导电弧柱集中为很小的横截面内，又如一条细线，虽然焊接电流很小，电弧仍十分稳定，熔池很小，热影响区很窄，它不利用小孔效应，就能够对超薄焊件实现快速焊接。
与大电流等离子弧焊一样，微束等离子电弧也是靠水冷式焊枪（即等离子弧发生器）产生的。焊枪是铬关键部件。电极和喷嘴的孔径都很细小，所用例子气流较小，一般均用纯氩。焊接奥氏体不锈钢时，保护气体用氩加氢（约为2%～8%的氢）的混合气体，这对防止金属的氧化有很好的效果，同时也提高热效率，并使弧柱收缩得更细。厚度小于0.8mm的焊接接头设计与装配要求见图3-32和表3-60。表3-61所示为微束等离子弧焊接奥氏体型不锈钢的焊接参数。微束等离子弧焊接的接头，其抗腐蚀性能好。
 表3-60 厚度小于0.8mm的接头装配要求

接头形式	间隙b不大于	错边B不大于	压板间距C	衬垫槽宽D
平对接	0.2δ	δ	（10～20）δ	（4～16）δ
卷边对接	0.6δ	δ	（15～30）δ	（10～24）δ
端接	δ	δ	-	-

注：δ为板厚。
 d.脉冲等离子弧焊接。为了使焊接薄壁及超薄壁件的质量更有保证，目前发展到采用脉冲等离子弧焊接。它与前面所述的脉冲气体保护焊一样，可以调节基值电流、脉冲电流、脉冲频率等焊接参数。

（2）电子束焊 电子束是20世纪30年代发展起来的一种高密度的能源。它是利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空或非真空中的焊件，将电子的动能转变为热能，熔化金属形成焊缝，
如图3-33所示。


电子束焊接可按被焊件所处环境气氛的压强分高真空、低真空和非真空三类。
1）电子束焊特点。电子束焊接与常用焊接方法相比，有下列特点：
    ① 焊接速度高。由于能量特别集中，熔化和凝固过程均大大加快，因而焊接速度快，大功率电子束焊机的焊接速度可达400mm/min，为氩弧焊40倍。
    ② 功率密度高、穿透能力强。焊缝深宽比大，可达50:1，即一次焊透（指不开坡口）深度50mm时，焊缝宽度只有1mm，显然这要求定位精确。电子束焊一次焊透最厚钢板可达300mm，而最薄可焊0.03mm。对于大厚度钢板能实现单面焊双面成形，可以节省大量填充材料、能源和工时。
   ③ 能量集中。由于能量集中，焊接线能量小，因此，热影响区小，焊接变形相对减少。
   ④ 污染少。由于真空对焊缝有保护作用，不仅可以防止熔化金属受到空气的污染，而且有利于焊缝金属的净化，特别适宜活泼金属的焊接。电子束焊接不需焊接材料，不会带入其他不纯的物质。
   ⑤ 再现性好。电子束焊参数因操作机械化，自动化程度很高，能很好再现焊接过程，提高了产品质量的稳定性。
2）焊接技术。电子束焊对焊件的表面清洁度要求很高。由于电子束横截面小，对焊件装配要求严格，焊缝间隙要小而均匀。圆形焊件对接的圆度要求很高。一旦焊接位置不准确，往往会产生焊偏、焊漏和未焊透，直接影响焊接接头质量。在真空电子束焊时，被焊工件的尺寸和形状往往受到工作室限制。焊接时会产生X射线须严加防护，以保证操作人员健康和安全。不论焊接环境压强高低，电子束均是在高真空条件下获得的。
电子束焊接接头形式有对接、角接、T形接头、搭接、棒接、管对接、端接和特殊接头等形式，见图3-34，其中对接接头形式应用最广。
影响电子束焊接接头的工艺因素很多，有焊接接头的设计、焊前清理、焊件的加工精度、焊件装配的准确性，以及工作电压、电子束电流、电子束功率、焊接速度、电子束偏转距离、焦点直径等，若其中有一个或两个参数所选并非最佳值，往往会使焊接接头的质量达不到满意的结果。因而要严格选择焊接条件，并稳定保持。
奥氏体不锈钢采用电子束焊接时，由于焊接速度快，熔池的冷却速度也快，可以防止碳化物析出，从而提高焊接接头耐腐蚀能力。不锈钢电子束焊接参数，见表3-62。
表3-62 用电子束焊焊接不锈钢的焊接参数

板厚/mm	加速电压/kV	电子束电流/mA	焊接速度/（cm/min）
1.3	25	28	50.6
2.0	55	17	170
5.6	50	140	250
8.7	50	125	100