• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.基础定义
  • 4.工作气体
  • 5.切割方法
  • 5.1.一般切割
  • 5.2.空气切割
  • 6.切割规范
  • 6.1.1.空载电压和弧柱电压
  • 6.2.2.切割电流
  • 6.3.3.气体流量
  • 6.4.4.电极内缩量
  • 6.5.5.割嘴高度
  • 6.6.6.切割速度
  • 7.切割设备
  • 8.安全防护
  • 9.注意事项
  • 10.参考资料

等离子切割

加工方法

等离子切割是利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属局部熔化(和蒸发),并借高速等离子的动量排除熔融金属以形成切口的一种加工方法。

1/2

等离子切割原理与氧气切割不同,它是利用高能量密度 (105~106W/cm2)、高温 (15000~30 000℃)、高速等离子射流,瞬间将切割金属或非金属局部熔化并随即吹除,形成狭窄整齐的切口而完成切割。因此,其切割效率比氧气切割高3倍以上,切割厚度可达150~200mm,能切割一般氧气所不能切割的不锈钢、高速钢、铝、铜、镍、钛、铸铁及其他难熔金属,也可用于切割花岗石、碳化硅、耐火砖、混凝土等非金属材料1。按照使用的工作气体不同,可以分为氧气等离子切割、空气等离子切割、氮气等离子切割和氩-氢气等离子切割2

基本信息

  • 中文名

    等离子切割

  • 利用

    高温等离子电弧的热量

  • 目的

    使工件切口处的金属局部熔化

  • 工业用途

    汽车机车压力容器

基础定义

等离子切割配合不同的工作气体可以切割各种氧气切割难以切割的金属,尤其是对于有色金属(不锈钢、铝、铜、钛、镍)切割效果更佳;其主要优点在于切割厚度不大的金属的时候,等离子切割速度快,尤其在切割普通碳素钢薄板时,速度可达氧切割法的5~6倍、切割面光洁、热变形小、几乎没有热影响区。

等离子切割机广泛运用于汽车、机车、压力容器、化工机械、核工业、通用机械、工程机械、钢结构、船舶等各行各业。

工作气体

等离子切割发展到当前,可采用的工作气体(工作气体是等离子弧的导电介质,又是携热体,同时还要排除切口中的熔融金属)对等离子弧的切割特性以及切割质量、速度都有明显的影响。常用的等离子弧工作气体有氩、氢、氮、氧、空气、水蒸气以及某些混合气体。

切割方法

等离子切割方法除一般形式外,派生出的形式还有水压缩等离子切割等。最常用的方法是一般等离子切割和空气等离子切割。

一般切割

一般的等离子切割不用保护气,工作气体和切割气体从同一喷嘴内喷出。引弧时,喷出小气流离子气体作为电离介质;切割时,则同时喷出大气流气体以排除熔化金属。

空气切割

空气等离子切割一般使用压缩空气作为离子气,这种方法切割成本低,气源来源方便。压缩空气在电弧中加热、分解和电离,生成的氧气切割金属产生化学放热反应,加快切割速度。充分电离了的空气等离子体的热焓值高,因而电弧的能量大,切割速度快。

切割规范

各种等离子弧切割工艺参数,直接影响切割过程的稳定性、切割质量和效果。主要切割规范简述如下:

1.空载电压和弧柱电压

等离子切割电源,必须具有足够高的空载电压,才能容易引弧和使等离子弧稳定燃烧。空载电压一般为120-600V,而弧柱电压一般为空载电压的一半。提高弧柱电压,能明显地增加等离子弧的功率,因而能提高切割速度和切割更大厚度的金属板材。弧柱电压往往通过调节气体流量和加大电极内缩量来达到,但弧柱电压不能超过空载电压的65%,否则会使等离子弧不稳定。

2.切割电流

增加切割电流同样能提高等离子弧的功率,但它受到最大允许电流的限制,否则会使等离子弧柱变粗、割缝宽度增加、电极寿命下降。

3.气体流量

增加气体流量既能提高弧柱电压,又能增强对弧柱的压缩作用而使等离子弧能量更加集中、喷射力更强,因而可提高切割速度和质量。但气体流量过大,反而会使弧柱变短,损失热量增加,使切割能力减弱,直至使切割过程不能正常进行。