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(ban)(ban)等離(li)(li)(li)子弧切(qie)割如圖6-13所示。切(qie)割金屬材料通(tong)常都(dou)采(cai)用轉(zhuan)移型電弧。一般(ban)(ban)的等離(li)(li)(li)子弧不用保護氣(qi)(qi)體,工作氣(qi)(qi)體和(he)切(qie)割氣(qi)(qi)體從(cong)同一噴(pen)嘴內噴(pen)出(chu)。引弧時(shi),噴(pen)出(chu)小(xiao)氣(qi)(qi)流離(li)(li)(li)子氣(qi)(qi)體作為電離(li)(li)(li)介質(zhi),切(qie)割時(shi),則同時(shi)噴(pen)出(chu)大氣(qi)(qi)流氣(qi)(qi)體以排除熔化金屬,工作氣(qi)(qi)體通(tong)常選用氮氣(qi)(qi)。切(qie)割薄金屬板材時(shi),可采(cai)用微束(shu)等離(li)(li)(li)子弧來獲(huo)得更窄的割口。


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  水(shui)再(zai)壓(ya)縮等離(li)子(zi)弧(hu)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)時,由割(ge)(ge)(ge)(ge)槍噴(pen)(pen)出的(de)(de)除工作(zuo)氣體(ti)外,還伴隨有高速(su)(su)流(liu)(liu)動的(de)(de)水(shui)束(shu),共同迅(xun)速(su)(su)地將熔化金(jin)屬排開。其切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)原(yuan)理(li)如圖(tu)6-14所(suo)示。噴(pen)(pen)出噴(pen)(pen)嘴的(de)(de)高速(su)(su)水(shui)流(liu)(liu)有兩種進(jin)(jin)水(shui)型式。一(yi)種為(wei)高壓(ya)水(shui)流(liu)(liu)徑向(xiang)進(jin)(jin)入噴(pen)(pen)嘴孔道(dao)后再(zai)從(cong)割(ge)(ge)(ge)(ge)槍噴(pen)(pen)出;另一(yi)種為(wei)軸向(xiang)進(jin)(jin)入嘴外圍(wei)后以環形(xing)水(shui)流(liu)(liu)從(cong)割(ge)(ge)(ge)(ge)槍噴(pen)(pen)出。水(shui)再(zai)壓(ya)縮等離(li)子(zi)弧(hu)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)水(shui)噴(pen)(pen)濺嚴(yan)重(zhong),一(yi)般(ban)在水(shui)槽中進(jin)(jin)行,工件位于水(shui)面(mian)下200mm左右。切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)時,利用水(shui)的(de)(de)特性,可以使(shi)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)噪(zao)聲(sheng)降低15dB左右,并能吸收切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)過程中所(suo)形(xing)成的(de)(de)強烈(lie)弧(hu)光、金(jin)屬粒子(zi)、灰塵、煙氣、紫外線等,大大地改善(shan)了操作(zuo)工的(de)(de)工作(zuo)條件。水(shui)還能冷卻工件,使(shi)割(ge)(ge)(ge)(ge)口(kou)平整和割(ge)(ge)(ge)(ge)后工件熱(re)變形(xing)減小,割(ge)(ge)(ge)(ge)口(kou)寬度也比一(yi)般(ban)等離(li)子(zi)弧(hu)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)割(ge)(ge)(ge)(ge)口(kou)窄(zhai)。


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  空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)等離子(zi)弧(hu)切(qie)割(ge)有兩種(zhong)型式(shi)(shi)。圖6-15(a)為(wei)單一(yi)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)式(shi)(shi)等離子(zi)弧(hu)切(qie)割(ge)原理圖,它(ta)利用空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)壓縮(suo)機提供的(de)壓縮(suo)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)和(he)排除熔化金屬(shu)的(de)氣(qi)(qi)(qi)流(liu)。這種(zhong)型式(shi)(shi)的(de)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)等離子(zi)弧(hu)切(qie)割(ge)的(de)成本低,氣(qi)(qi)(qi)體(ti)來源方便。壓縮(suo)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)在(zai)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)中加(jia)熱(re)后分(fen)解和(he)電(dian)(dian)(dian)離,生成的(de)氧(yang)與(yu)切(qie)割(ge)金屬(shu)產生化學(xue)放熱(re)反(fan)應,加(jia)快了切(qie)割(ge)速度(du)。充(chong)分(fen)電(dian)(dian)(dian)離的(de)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)等離子(zi)體(ti)的(de)熱(re)焓(han)值高,因而(er)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)的(de)能(neng)量大(da),與(yu)其(qi)(qi)他(ta)等離子(zi)弧(hu)切(qie)割(ge)方法相比,其(qi)(qi)切(qie)割(ge)速度(du)快,特別適合于切(qie)割(ge)厚度(du)在(zai)30mm以下(xia)的(de)碳(tan)鋼,也(ye)(ye)可以切(qie)割(ge)銅、不銹鋼、鋁及其(qi)(qi)他(ta)材(cai)料。但是這種(zhong)切(qie)割(ge)方法的(de)電(dian)(dian)(dian)極受到強(qiang)烈(lie)的(de)氧(yang)化腐蝕,所以一(yi)般(ban)采(cai)用鑲嵌式(shi)(shi)純鋯、純鉿電(dian)(dian)(dian)極而(er)不能(neng)采(cai)用鎢(wu)電(dian)(dian)(dian)極或氧(yang)化物鎢(wu)電(dian)(dian)(dian)極。即使采(cai)用鋯、鉿電(dian)(dian)(dian)極,它(ta)的(de)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)壽命一(yi)般(ban)也(ye)(ye)只(zhi)在(zai)5~10h以內(nei)。另一(yi)種(zhong)為(wei)復合式(shi)(shi)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)等離子(zi)弧(hu)切(qie)割(ge),其(qi)(qi)切(qie)割(ge)原理如圖6-15(b)所示(shi)。內(nei)噴嘴(zui)內(nei)通入常用的(de)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)氣(qi)(qi)(qi)體(ti),外噴嘴(zui)內(nei)通人壓縮(suo)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)。


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  這樣,一(yi)方面利(li)用(yong)(yong)壓縮(suo)空氣(qi)在切割(ge)(ge)區的化學放(fang)熱反(fan)應提高切割(ge)(ge)速度(du);另(ling)一(yi)方面又避免了(le)空氣(qi)與電極(ji)(ji)的直接接觸,因而可采用(yong)(yong)純鎢(wu)電極(ji)(ji)或氧(yang)化物(wu)鎢(wu)電極(ji)(ji),簡化了(le)電極(ji)(ji)結構。