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)(zi)弧(hu)切(qie)割(ge)如圖6-13所示。切(qie)割(ge)金屬(shu)(shu)材料通常都(dou)采(cai)用(yong)轉(zhuan)移型(xing)電弧(hu)。一般的等(deng)離(li)子(zi)(zi)弧(hu)不用(yong)保護氣(qi)(qi)體(ti)(ti),工作氣(qi)(qi)體(ti)(ti)和切(qie)割(ge)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)從同(tong)一噴(pen)(pen)嘴內噴(pen)(pen)出(chu)。引弧(hu)時,噴(pen)(pen)出(chu)小(xiao)氣(qi)(qi)流離(li)子(zi)(zi)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)作為電離(li)介質,切(qie)割(ge)時,則同(tong)時噴(pen)(pen)出(chu)大氣(qi)(qi)流氣(qi)(qi)體(ti)(ti)以排除熔化金屬(shu)(shu),工作氣(qi)(qi)體(ti)(ti)通常選(xuan)用(yong)氮氣(qi)(qi)。切(qie)割(ge)薄金屬(shu)(shu)板(ban)材時,可采(cai)用(yong)微束(shu)等(deng)離(li)子(zi)(zi)弧(hu)來獲得(de)更窄的割(ge)口。


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  水(shui)(shui)(shui)再(zai)壓縮(suo)等(deng)(deng)(deng)離(li)子(zi)弧(hu)(hu)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)時,由割(ge)(ge)(ge)(ge)槍噴(pen)出的(de)(de)除工(gong)(gong)作氣(qi)體外(wai),還伴(ban)隨有高速流(liu)(liu)動的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)束,共同迅速地將熔化金屬排開。其(qi)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)原理如圖6-14所示。噴(pen)出噴(pen)嘴(zui)的(de)(de)高速水(shui)(shui)(shui)流(liu)(liu)有兩(liang)種進水(shui)(shui)(shui)型式(shi)。一種為高壓水(shui)(shui)(shui)流(liu)(liu)徑向(xiang)進入(ru)噴(pen)嘴(zui)孔道后再(zai)從割(ge)(ge)(ge)(ge)槍噴(pen)出;另一種為軸向(xiang)進入(ru)嘴(zui)外(wai)圍(wei)后以環(huan)形水(shui)(shui)(shui)流(liu)(liu)從割(ge)(ge)(ge)(ge)槍噴(pen)出。水(shui)(shui)(shui)再(zai)壓縮(suo)等(deng)(deng)(deng)離(li)子(zi)弧(hu)(hu)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)噴(pen)濺嚴(yan)重,一般在水(shui)(shui)(shui)槽中(zhong)進行,工(gong)(gong)件位于水(shui)(shui)(shui)面下(xia)200mm左右。切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)時,利用水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)特性,可以使(shi)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)噪聲降低(di)15dB左右,并(bing)能吸收切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)過程中(zhong)所形成的(de)(de)強烈弧(hu)(hu)光、金屬粒子(zi)、灰塵(chen)、煙氣(qi)、紫(zi)外(wai)線等(deng)(deng)(deng),大大地改善了操作工(gong)(gong)的(de)(de)工(gong)(gong)作條件。水(shui)(shui)(shui)還能冷卻工(gong)(gong)件,使(shi)割(ge)(ge)(ge)(ge)口平整(zheng)和割(ge)(ge)(ge)(ge)后工(gong)(gong)件熱(re)變形減小,割(ge)(ge)(ge)(ge)口寬度也比一般等(deng)(deng)(deng)離(li)子(zi)弧(hu)(hu)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)割(ge)(ge)(ge)(ge)口窄。


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  空(kong)氣(qi)(qi)(qi)等(deng)離(li)(li)子弧(hu)切割(ge)(ge)有兩種型(xing)式(shi)。圖(tu)6-15(a)為(wei)單一空(kong)氣(qi)(qi)(qi)式(shi)等(deng)離(li)(li)子弧(hu)切割(ge)(ge)原理(li)圖(tu),它利用空(kong)氣(qi)(qi)(qi)壓(ya)(ya)縮(suo)機提供(gong)的(de)(de)(de)壓(ya)(ya)縮(suo)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)作(zuo)為(wei)工(gong)作(zuo)氣(qi)(qi)(qi)體和排除熔化金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)流。這種型(xing)式(shi)的(de)(de)(de)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)等(deng)離(li)(li)子弧(hu)切割(ge)(ge)的(de)(de)(de)成本低,氣(qi)(qi)(qi)體來源方便(bian)。壓(ya)(ya)縮(suo)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)在電(dian)(dian)弧(hu)中(zhong)加(jia)熱(re)后分解和電(dian)(dian)離(li)(li),生成的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)與(yu)切割(ge)(ge)金(jin)屬(shu)產生化學放熱(re)反(fan)應,加(jia)快了切割(ge)(ge)速度。充分電(dian)(dian)離(li)(li)的(de)(de)(de)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)等(deng)離(li)(li)子體的(de)(de)(de)熱(re)焓值(zhi)高,因而電(dian)(dian)弧(hu)的(de)(de)(de)能量大(da),與(yu)其(qi)(qi)他(ta)等(deng)離(li)(li)子弧(hu)切割(ge)(ge)方法(fa)相(xiang)比,其(qi)(qi)切割(ge)(ge)速度快,特別適合(he)(he)于切割(ge)(ge)厚度在30mm以下的(de)(de)(de)碳鋼,也(ye)(ye)可(ke)以切割(ge)(ge)銅(tong)、不銹(xiu)鋼、鋁及其(qi)(qi)他(ta)材料。但(dan)是這種切割(ge)(ge)方法(fa)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)極受到強(qiang)烈(lie)的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化腐(fu)蝕,所(suo)以一般采(cai)(cai)用鑲嵌式(shi)純鋯、純鉿電(dian)(dian)極而不能采(cai)(cai)用鎢(wu)電(dian)(dian)極或氧(yang)(yang)化物鎢(wu)電(dian)(dian)極。即使采(cai)(cai)用鋯、鉿電(dian)(dian)極,它的(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)壽命一般也(ye)(ye)只在5~10h以內(nei)(nei)。另一種為(wei)復合(he)(he)式(shi)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)等(deng)離(li)(li)子弧(hu)切割(ge)(ge),其(qi)(qi)切割(ge)(ge)原理(li)如圖(tu)6-15(b)所(suo)示(shi)。內(nei)(nei)噴(pen)嘴(zui)內(nei)(nei)通(tong)(tong)入常用的(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)氣(qi)(qi)(qi)體,外噴(pen)嘴(zui)內(nei)(nei)通(tong)(tong)人壓(ya)(ya)縮(suo)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)。


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  這樣,一方(fang)面利用(yong)壓縮(suo)空(kong)氣在切割(ge)區的化學(xue)放熱反應提(ti)高(gao)切割(ge)速度;另一方(fang)面又避免了空(kong)氣與(yu)電極的直接(jie)接(jie)觸,因而可采用(yong)純鎢電極或氧化物鎢電極,簡化了電極結構。