活性等离子弧焊是采用活性化焊剂进行等离子弧焊的一种工艺方法。活性化焊剂在增加焊接熔深、提高焊接效率方面有明显效果。活性化焊剂已成功用于TIG焊，而等离子弧焊具有能量集中、穿透力强、焊接速度快、焊接变形小、接头强度高、可以不开坡口、单面焊双面成形、对裂纹敏感性低等特点，广泛地用于不锈钢、钛合金、铝合金和高温合金等材料的焊接。但对于中厚焊件的焊接就需要增大电流，这样会导致熔宽增大，而熔深却增加得很少。将活性化焊剂应用到等离子弧焊过程中，可获得以上两者共同的优点。

活性等离子弧焊用活性剂的主要成分为TiO₂、Cr₂O₃、ZrO₂和CaF₂等。使用时首先将活性剂粉末用丙酮调和成溶液，然后用扁平毛刷均匀地将其涂敷在焊件表面上，在涂敷过程中尽可能地保证涂敷的均匀性。

图5-12为在无活性剂和有活性剂下焊得的焊缝横截面图，有活性剂的焊缝熔宽比无活性剂的焊缝熔宽减小，有活性剂的背面焊缝宽度比无活性剂的背面焊缝宽度增大。

有活性剂的焊缝熔宽减小，是由于添加活性剂后温度分布集中所造成的；有活性剂的焊缝背面熔宽增大是由于添加活性剂后电弧收缩、电弧穿透力增强所造成的。

图5-13a为不添加活性剂等离子弧焊温度场，图5-13b为同样条件添加活性剂等离子弧焊温度场，从图可见，与普通等离子弧焊电弧相比，活性剂等离子弧焊电弧的温度分布比较紧密，外形较窄，分布范围较集中，电弧中心区温度较高，电弧径向梯度较大。普通等离子弧焊接电弧温度场宽，温度分布较分散，电弧径向的温度梯度较小。但这两种焊接电弧温度场的本质特征无明显区别，沿焊接电弧中心线，温度场均对称分布；在电弧径向上温度梯度相等，其等温线为一系列同心圆。添加活性剂后的等离子弧焊接电弧温度分布曲线下的面积并不改变，即添加活性剂后的等离子弧焊接电弧的总能量不变，说明添加活性剂并不增加等离子弧焊接电弧的总能量，只是改变了等离子弧焊接电弧的热量分布。在其他焊接条件不变而活性剂的涂敷量增加时，等离子弧的温度分布更加集中，中心区域的温度升高，焊接电弧径向温度梯度增大。在活性剂涂敷量一定时，其他焊接条件不变，改变焊接电流，当活性剂等离子弧焊接电流增大时，焊接电弧的温度升高，焊接电弧的温度梯度增大；同时焊接电流的增大使活性剂的作用更明显，但焊接电弧温度分布的特征不变。

图5-12 焊缝横截面形貌(www.daowen.com)

a）无活性剂 b）有活性剂

图5-13 不添加活性剂和添加活性剂的等离子弧

a）不添加活性剂 b）添加活性剂

添加活性剂后电弧形态也发生了明显的变化，电弧中心变亮，电弧收缩加大，电弧穿透力增强。

在其他条件不变的情况下，随着活性剂的添加，电弧电压升高。导致电弧电压增加的原因，是由于活性剂分解后的金属原子比Ar原子容易电离，电子数量增加；另外加入活性剂后，由于电弧力更集中，导致弧柱实际导电面积相对缩小，弧柱阻抗增大。