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。
一般等離子弧(hu)切(qie)割如圖6-13所(suo)示。切(qie)割金屬(shu)材料通(tong)常都采(cai)用(yong)轉移型電(dian)弧(hu)。一般的等離子弧(hu)不用(yong)保護氣(qi)體,工作(zuo)氣(qi)體和切(qie)割氣(qi)體從同(tong)一噴(pen)(pen)嘴(zui)內(nei)噴(pen)(pen)出(chu)。引(yin)弧(hu)時,噴(pen)(pen)出(chu)小氣(qi)流離子氣(qi)體作(zuo)為電(dian)離介(jie)質,切(qie)割時,則(ze)同(tong)時噴(pen)(pen)出(chu)大氣(qi)流氣(qi)體以排除(chu)熔化金屬(shu),工作(zuo)氣(qi)體通(tong)常選用(yong)氮氣(qi)。切(qie)割薄(bo)金屬(shu)板材時,可采(cai)用(yong)微束等離子弧(hu)來獲得更(geng)窄(zhai)的割口。

水(shui)(shui)再壓(ya)縮等離子(zi)弧(hu)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)時,由割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)槍(qiang)噴(pen)(pen)出(chu)的(de)除工作氣體外(wai),還(huan)伴隨有(you)高速(su)流動的(de)水(shui)(shui)束(shu),共同迅速(su)地將(jiang)熔化(hua)金屬(shu)排開。其切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)原(yuan)理如圖6-14所(suo)示。噴(pen)(pen)出(chu)噴(pen)(pen)嘴(zui)的(de)高速(su)水(shui)(shui)流有(you)兩種(zhong)(zhong)進(jin)水(shui)(shui)型(xing)式。一(yi)種(zhong)(zhong)為高壓(ya)水(shui)(shui)流徑向(xiang)進(jin)入噴(pen)(pen)嘴(zui)孔道后再從(cong)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)槍(qiang)噴(pen)(pen)出(chu);另一(yi)種(zhong)(zhong)為軸向(xiang)進(jin)入嘴(zui)外(wai)圍后以環形水(shui)(shui)流從(cong)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)槍(qiang)噴(pen)(pen)出(chu)。水(shui)(shui)再壓(ya)縮等離子(zi)弧(hu)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)水(shui)(shui)噴(pen)(pen)濺嚴重,一(yi)般在水(shui)(shui)槽(cao)中進(jin)行,工件位于水(shui)(shui)面下200mm左(zuo)右。切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)時,利用水(shui)(shui)的(de)特性,可以使切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)噪聲降低15dB左(zuo)右,并能吸(xi)收切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)過程中所(suo)形成的(de)強烈弧(hu)光、金屬(shu)粒(li)子(zi)、灰塵、煙(yan)氣、紫外(wai)線等,大大地改善了操(cao)作工的(de)工作條件。水(shui)(shui)還(huan)能冷卻工件,使割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)口平整和割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)后工件熱變形減小,割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)口寬度也比(bi)一(yi)般等離子(zi)弧(hu)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)口窄(zhai)。

空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)等(deng)(deng)離(li)(li)子(zi)(zi)弧(hu)切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)有兩(liang)種(zhong)型式(shi)。圖(tu)6-15(a)為(wei)(wei)單一(yi)(yi)空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)式(shi)等(deng)(deng)離(li)(li)子(zi)(zi)弧(hu)切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)原(yuan)理(li)圖(tu),它利用(yong)(yong)空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)壓(ya)縮(suo)機提(ti)供的(de)(de)(de)壓(ya)縮(suo)空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)作(zuo)為(wei)(wei)工作(zuo)氣(qi)(qi)體(ti)和排(pai)除熔化(hua)金(jin)屬的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)流。這種(zhong)型式(shi)的(de)(de)(de)空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)等(deng)(deng)離(li)(li)子(zi)(zi)弧(hu)切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)成本低,氣(qi)(qi)體(ti)來(lai)源(yuan)方便。壓(ya)縮(suo)空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)在(zai)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)中加(jia)熱(re)后(hou)分解和電(dian)(dian)(dian)離(li)(li),生(sheng)成的(de)(de)(de)氧與(yu)切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)金(jin)屬產生(sheng)化(hua)學(xue)放熱(re)反應,加(jia)快(kuai)了(le)切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)速度。充分電(dian)(dian)(dian)離(li)(li)的(de)(de)(de)空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)等(deng)(deng)離(li)(li)子(zi)(zi)體(ti)的(de)(de)(de)熱(re)焓值高,因(yin)而電(dian)(dian)(dian)弧(hu)的(de)(de)(de)能量大(da),與(yu)其(qi)他等(deng)(deng)離(li)(li)子(zi)(zi)弧(hu)切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)方法相比,其(qi)切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)速度快(kuai),特別適合于切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)厚(hou)度在(zai)30mm以下的(de)(de)(de)碳鋼,也可以切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)銅、不銹鋼、鋁(lv)及其(qi)他材料。但是這種(zhong)切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)方法的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)極(ji)受到強(qiang)烈的(de)(de)(de)氧化(hua)腐(fu)蝕,所(suo)以一(yi)(yi)般采用(yong)(yong)鑲嵌式(shi)純鋯(gao)、純鉿(jia)電(dian)(dian)(dian)極(ji)而不能采用(yong)(yong)鎢電(dian)(dian)(dian)極(ji)或氧化(hua)物鎢電(dian)(dian)(dian)極(ji)。即使采用(yong)(yong)鋯(gao)、鉿(jia)電(dian)(dian)(dian)極(ji),它的(de)(de)(de)工作(zuo)壽命一(yi)(yi)般也只(zhi)在(zai)5~10h以內。另一(yi)(yi)種(zhong)為(wei)(wei)復合式(shi)空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)等(deng)(deng)離(li)(li)子(zi)(zi)弧(hu)切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge),其(qi)切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)原(yuan)理(li)如圖(tu)6-15(b)所(suo)示。內噴(pen)嘴(zui)內通入(ru)常用(yong)(yong)的(de)(de)(de)工作(zuo)氣(qi)(qi)體(ti),外噴(pen)嘴(zui)內通人壓(ya)縮(suo)空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)。

這樣,一方(fang)面(mian)利用壓縮空(kong)氣在切割區的化(hua)學放熱反(fan)應提高切割速度(du);另一方(fang)面(mian)又避免了(le)(le)空(kong)氣與電極(ji)的直接接觸(chu),因而可采用純鎢電極(ji)或氧化(hua)物(wu)鎢電極(ji),簡化(hua)了(le)(le)電極(ji)結(jie)構。

