等離子弧切割是現在不銹鋼加工過程中最常用的一種切割方法。它利用高速、高溫和高能的等離子氣流來加熱和熔化被切割的材料,并借助內部的或者外部的高速氣流或水流將熔化材料排開直至等離子氣流穿透背面而形成割口。等離子弧切割方法又分為一般等離子弧切割、水再壓縮等離子弧切割、空氣等離子弧切割。


  一般等(deng)離(li)子(zi)弧(hu)切割如圖6-13所(suo)示。切割金(jin)(jin)屬(shu)材(cai)料通(tong)常(chang)都采用轉移(yi)型電(dian)弧(hu)。一般的(de)等(deng)離(li)子(zi)弧(hu)不用保(bao)護氣(qi)(qi)體(ti)(ti),工作(zuo)(zuo)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)和切割氣(qi)(qi)體(ti)(ti)從同一噴(pen)(pen)嘴內噴(pen)(pen)出。引(yin)弧(hu)時(shi)(shi),噴(pen)(pen)出小氣(qi)(qi)流離(li)子(zi)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)作(zuo)(zuo)為電(dian)離(li)介質,切割時(shi)(shi),則(ze)同時(shi)(shi)噴(pen)(pen)出大氣(qi)(qi)流氣(qi)(qi)體(ti)(ti)以(yi)排除熔(rong)化金(jin)(jin)屬(shu),工作(zuo)(zuo)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)通(tong)常(chang)選用氮氣(qi)(qi)。切割薄金(jin)(jin)屬(shu)板材(cai)時(shi)(shi),可采用微(wei)束等(deng)離(li)子(zi)弧(hu)來獲得更窄的(de)割口。


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  水(shui)(shui)再(zai)壓縮(suo)等離子(zi)弧切(qie)(qie)(qie)割(ge)時(shi),由割(ge)槍噴(pen)(pen)出(chu)的(de)除工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)氣體外,還伴隨(sui)有(you)高速(su)流(liu)動的(de)水(shui)(shui)束,共同迅速(su)地將熔化金(jin)屬排開(kai)。其切(qie)(qie)(qie)割(ge)原(yuan)理如圖6-14所(suo)示。噴(pen)(pen)出(chu)噴(pen)(pen)嘴的(de)高速(su)水(shui)(shui)流(liu)有(you)兩種進(jin)水(shui)(shui)型式。一種為高壓水(shui)(shui)流(liu)徑向進(jin)入(ru)噴(pen)(pen)嘴孔道(dao)后(hou)再(zai)從割(ge)槍噴(pen)(pen)出(chu);另一種為軸向進(jin)入(ru)嘴外圍(wei)后(hou)以(yi)環形水(shui)(shui)流(liu)從割(ge)槍噴(pen)(pen)出(chu)。水(shui)(shui)再(zai)壓縮(suo)等離子(zi)弧切(qie)(qie)(qie)割(ge)的(de)水(shui)(shui)噴(pen)(pen)濺(jian)嚴重,一般在水(shui)(shui)槽中進(jin)行,工(gong)件位于水(shui)(shui)面下200mm左(zuo)右(you)。切(qie)(qie)(qie)割(ge)時(shi),利用水(shui)(shui)的(de)特(te)性,可以(yi)使切(qie)(qie)(qie)割(ge)噪聲降(jiang)低15dB左(zuo)右(you),并能(neng)吸收切(qie)(qie)(qie)割(ge)過程(cheng)中所(suo)形成的(de)強烈弧光、金(jin)屬粒(li)子(zi)、灰塵、煙氣、紫外線(xian)等,大(da)大(da)地改(gai)善了操(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)工(gong)的(de)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)條(tiao)件。水(shui)(shui)還能(neng)冷卻工(gong)件,使割(ge)口平整和割(ge)后(hou)工(gong)件熱變形減小,割(ge)口寬度(du)也比(bi)一般等離子(zi)弧切(qie)(qie)(qie)割(ge)的(de)割(ge)口窄。


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  空氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)等(deng)離(li)子(zi)弧(hu)(hu)(hu)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)有兩(liang)種(zhong)型式。圖6-15(a)為單一空氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)式等(deng)離(li)子(zi)弧(hu)(hu)(hu)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)原(yuan)理(li)圖,它利用(yong)空氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)壓縮機提供的(de)(de)(de)壓縮空氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)作(zuo)為工(gong)(gong)作(zuo)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)和排除熔化(hua)金(jin)(jin)屬的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)流。這(zhe)種(zhong)型式的(de)(de)(de)空氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)等(deng)離(li)子(zi)弧(hu)(hu)(hu)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)的(de)(de)(de)成(cheng)本低,氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)來源方便。壓縮空氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)在電(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)中加熱(re)后(hou)分解(jie)和電(dian)(dian)離(li),生成(cheng)的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)與(yu)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)金(jin)(jin)屬產生化(hua)學放熱(re)反應,加快了切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)速(su)度。充(chong)分電(dian)(dian)離(li)的(de)(de)(de)空氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)等(deng)離(li)子(zi)體(ti)的(de)(de)(de)熱(re)焓值高,因而電(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)的(de)(de)(de)能量大,與(yu)其他等(deng)離(li)子(zi)弧(hu)(hu)(hu)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)方法相(xiang)比,其切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)速(su)度快,特別(bie)適合于切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)厚度在30mm以下的(de)(de)(de)碳(tan)鋼,也可(ke)以切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)銅、不銹鋼、鋁及其他材料(liao)。但(dan)是這(zhe)種(zhong)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)方法的(de)(de)(de)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)受到強烈的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)腐蝕,所以一般采(cai)用(yong)鑲嵌式純鋯、純鉿(jia)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)而不能采(cai)用(yong)鎢電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)或氧(yang)(yang)化(hua)物鎢電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)。即(ji)使采(cai)用(yong)鋯、鉿(jia)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji),它的(de)(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)壽命一般也只在5~10h以內。另一種(zhong)為復合式空氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)等(deng)離(li)子(zi)弧(hu)(hu)(hu)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge),其切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)原(yuan)理(li)如圖6-15(b)所示。內噴嘴(zui)內通入常用(yong)的(de)(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti),外(wai)噴嘴(zui)內通人(ren)壓縮空氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)。


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  這(zhe)樣,一(yi)方面利用(yong)壓縮空(kong)氣(qi)在切(qie)(qie)割區的化(hua)學放熱反(fan)應提高切(qie)(qie)割速度(du);另(ling)一(yi)方面又(you)避免了(le)空(kong)氣(qi)與電(dian)(dian)(dian)(dian)極的直接(jie)接(jie)觸,因而可采用(yong)純鎢電(dian)(dian)(dian)(dian)極或氧化(hua)物鎢電(dian)(dian)(dian)(dian)極,簡化(hua)了(le)電(dian)(dian)(dian)(dian)極結構。