一、水(shui)再壓(ya)縮空氣等離子弧(hu)切割(ge)的特點
水(shui)(shui)再(zai)壓(ya)縮(suo)空氣等離(li)子(zi)(zi)弧(hu)(hu)(hu)(hu)切(qie)(qie)割原理如圖6-11所示。它(ta)除了從割槍(qiang)中噴(pen)出工作(zuo)氣體(ti)外，還要伴隨有(you)高(gao)(gao)速(su)流(liu)動的(de)(de)(de)水(shui)(shui)束噴(pen)出，共同(tong)迅速(su)地將熔(rong)化(hua)金屬排出。高(gao)(gao)壓(ya)高(gao)(gao)速(su)水(shui)(shui)流(liu)在割槍(qiang)中，一(yi)(yi)方面對(dui)(dui)噴(pen)嘴(zui)起(qi)冷卻(que)作(zuo)用，同(tong)時對(dui)(dui)電(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)起(qi)到再(zai)壓(ya)縮(suo)作(zuo)用，形(xing)成一(yi)(yi)個高(gao)(gao)度壓(ya)縮(suo)的(de)(de)(de)、具有(you)高(gao)(gao)能(neng)量密度的(de)(de)(de)等離(li)子(zi)(zi)弧(hu)(hu)(hu)(hu)柱，這個弧(hu)(hu)(hu)(hu)柱直接沖向待(dai)切(qie)(qie)割工件。由(you)于水(shui)(shui)噴(pen)射到切(qie)(qie)口兩邊的(de)(de)(de)金屬上，使切(qie)(qie)口兩邊避(bi)免過(guo)度熔(rong)化(hua)，由(you)于切(qie)(qie)口垂直，又減少(shao)了熱影響區。噴(pen)入切(qie)(qie)口內的(de)(de)(de)水(shui)(shui)一(yi)(yi)部分(fen)被等離(li)子(zi)(zi)弧(hu)(hu)(hu)(hu)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫分(fen)解(jie)(jie)成氫(qing)和(he)氧(yang)，它(ta)們與工作(zuo)氣體(ti)共同(tong)組成切(qie)(qie)割氣體(ti)，使等離(li)子(zi)(zi)弧(hu)(hu)(hu)(hu)具有(you)更高(gao)(gao)的(de)(de)(de)能(neng)量；另一(yi)(yi)部分(fen)未(wei)被電(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)蒸發(fa)和(he)分(fen)解(jie)(jie)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)，對(dui)(dui)電(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)有(you)強烈的(de)(de)(de)冷卻(que)作(zuo)用，使等離(li)子(zi)(zi)電(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)的(de)(de)(de)能(neng)量更為(wei)集中，因而(er)可增加(jia)切(qie)(qie)割速(su)度。
二、對(dui)割(ge)槍的要求
高速水(shui)流進入噴(pen)嘴的方式有兩種：一(yi)種是高壓(ya)水(shui)流徑向進入噴(pen)嘴孔(kong)道后再(zai)從割(ge)嘴中心(xin)噴(pen)出(chu)(chu)；另一(yi)種為軸向進入，從噴(pen)嘴外(wai)圍環形水(shui)道進入，再(zai)從割(ge)槍噴(pen)出(chu)(chu)。
軸(zhou)向進水式割槍如圖6-12所示。電(dian)極(ji)采(cai)用直徑為6mm鈰(shi)鎢極(ji)，磨成與內(nei)噴嘴一樣(yang)的(de)角(jiao)度（30°），用銀基釬料(liao)將電(dian)極(ji)25與電(dian)極(ji)嘴4釬焊好(hao)，再焊到冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que)套管9上，這(zhe)些焊縫都不允許有滲漏現象。冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que)水由冷(leng)(leng)(leng)(leng)水管中(zhong)流進，從(cong)內(nei)冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que)水管11和冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que)套管9的(de)間(jian)隙中(zhong)流出(chu)。這(zhe)種冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que)方(fang)式只要冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que)水量足夠(gou)，電(dian)極(ji)工(gong)作數小時后表面仍呈(cheng)白(bai)亮光澤，很少有燒損現象。
水再(zai)壓縮空氣等離(li)(li)子(zi)切(qie)割槍比普(pu)通等離(li)(li)子(zi)切(qie)割槍增加(jia)了一個外噴(pen)嘴(zui)，等于加(jia)長(chang)了等離(li)(li)子(zi)弧(hu)壓縮孔道(dao)，提高(gao)了對(dui)電弧(hu)的(de)壓縮效應。外噴(pen)嘴(zui)在(zai)切(qie)割過程中，噴(pen)嘴(zui)距離(li)(li)與被切(qie)割金屬(shu)較近，有可能濺上金屬(shu)熔渣而產(chan)生(sheng)雙(shuang)弧(hu)。為了防止這種情況(kuang)發生(sheng)，在(zai)純銅嘴(zui)外邊噴(pen)涂一層(ceng)Al2O3的(de)絕緣層(ceng)（厚約0.2mm），如果采用陶瓷材料做成外噴(pen)嘴(zui)則(ze)更為理想(xiang)。
三、切割(ge)工(gong)藝
可使用整流等離子弧切割電源，其空載電壓為400V或更高，可達600V，視切割條件而定。使用工作電壓為100～250V、工作電流為100～150A的電源來切割不銹鋼時，可以完全消除掛渣，切口上部邊緣無圓角，形成銳邊，切口很窄，切口垂直度也能達到要求。如切割板厚8mm的18-8型不銹鋼板時，切口寬度為4mm，切口切面上無褪色現象，切口白亮，保持金屬原有光澤。
水再壓縮空氣等離子弧切割時，使用(yong)氮(dan)氣時的(de)流量(liang)要比用(yong)普通等離子弧切割時小一些。
在一定功率條件下(xia)，壓縮水流(liu)增加(jia)，切口明顯(xian)變(bian)亮、變(bian)直(zhi)，但水流(liu)量也(ye)有(you)一個最佳值。水流(liu)量過大時，由于電弧壓縮過度，帶走熱量太多(duo)，造成電弧變(bian)短而(er)不穩定，增加(jia)了掛渣，甚至切割不下(xia)來(lai)。一般壓縮水用量為(wei)0.5～1.5L／min，由自來(lai)水供給(gei)即可。
切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)電(dian)流(liu)(liu)和(he)(he)電(dian)壓(ya)對切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)質(zhi)量有(you)明顯的影響：當(dang)等離子(zi)弧(hu)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)功(gong)(gong)(gong)率(lv)提(ti)高時(shi)(shi)，切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)速(su)度和(he)(he)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)厚度相(xiang)對增(zeng)加(jia)。事(shi)實證明，在(zai)(zai)能(neng)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)透的前提(ti)下(xia)，用(yong)大(da)(da)輸入(ru)功(gong)(gong)(gong)率(lv)高速(su)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)與用(yong)小輸入(ru)功(gong)(gong)(gong)率(lv)低速(su)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)相(xiang)比，前者(zhe)能(neng)得到更(geng)優質(zhi)的切(qie)(qie)(qie)口。在(zai)(zai)增(zeng)加(jia)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)厚度時(shi)(shi)，若僅增(zeng)加(jia)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)電(dian)流(liu)(liu)，則弧(hu)柱變粗，易(yi)燒壞噴嘴；如(ru)果在(zai)(zai)增(zeng)大(da)(da)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)電(dian)流(liu)(liu)的同(tong)(tong)時(shi)(shi)增(zeng)大(da)(da)氣(qi)體和(he)(he)壓(ya)縮水流(liu)(liu)量，則同(tong)(tong)時(shi)(shi)改(gai)變了(le)電(dian)弧(hu)電(dian)壓(ya)，也就(jiu)明顯地提(ti)高了(le)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)能(neng)力，還(huan)能(neng)保持(chi)良好的切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)質(zhi)量。
起割開(kai)始時(shi)，噴嘴與(yu)受(shou)割工(gong)件表面的距(ju)離一般應不小于6mm，但(dan)大于10mm時(shi)起弧困難。切(qie)割過(guo)程(cheng)中，可以使噴嘴與(yu)受(shou)割工(gong)件表面距(ju)離發(fa)生變(bian)化，距(ju)離最(zui)遠(yuan)可達20mm。
這時，電弧仍(reng)然穩定，且切(qie)口(kou)質量(liang)不(bu)變。
用水再壓縮(suo)空氣(qi)等(deng)離子(zi)弧切割幾種金屬的典型參數，見表6-15。
注：1. 空載(zai)電(dian)(dian)壓一欄的數(shu)據是電(dian)(dian)壓表(biao)指示的讀數(shu)，包含(han)有回路保護系統中電(dian)(dian)容對(dui)電(dian)(dian)壓的影響。
2. 噴嘴到工(gong)件的距離和(he)電(dian)極直徑均為6mm。
3. 切口(kou)質量要求優(you)良。
四、評價(jia)
1. 切口質量分析
對18-8型不(bu)銹鋼板(ban)切割面進行檢查，測得熱影響區寬度只有0.02mm。這時由于水的冷卻作用和切割速度增快，導致切口熱影響區變窄的原因。對其切口可以直接進行焊接，將焊接接頭進行耐蝕性檢查，沒有發現有晶間腐蝕的傾向。
由于水冷卻被割(ge)工(gong)件，使被割(ge)工(gong)件切(qie)口平整，且割(ge)后工(gong)件熱變形小，切(qie)口寬度(du)也比一般等離子弧切(qie)割(ge)口窄。
2. 對(dui)環境(jing)保護(hu)分析
一(yi)般(ban)等離(li)(li)子弧(hu)(hu)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)時(shi)會(hui)(hui)產(chan)生大量(liang)的(de)金(jin)屬(shu)蒸氣(qi)粉塵(chen)(chen)和有(you)害氣(qi)體，吸(xi)入(ru)(ru)人體會(hui)(hui)影響操(cao)作者的(de)身體健康，即使采用(yong)抽風除塵(chen)(chen)裝置，也不(bu)可能根(gen)治環(huan)境污染和切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)過程中(zhong)很大的(de)噪聲。若采用(yong)水(shui)(shui)(shui)凈化(hua)工(gong)(gong)作臺(tai)，如(ru)圖6-13所(suo)示，可以解決(jue)這個問(wen)題。切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)時(shi)，將工(gong)(gong)件放(fang)在水(shui)(shui)(shui)凈化(hua)工(gong)(gong)作臺(tai)的(de)水(shui)(shui)(shui)槽(cao)(cao)上，槽(cao)(cao)中(zhong)加(jia)水(shui)(shui)(shui)，水(shui)(shui)(shui)面距離(li)(li)被(bei)割(ge)工(gong)(gong)件約20mm，直(zhi)至接觸被(bei)割(ge)工(gong)(gong)件。水(shui)(shui)(shui)再壓(ya)縮空氣(qi)等離(li)(li)子弧(hu)(hu)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)時(shi)，從噴嘴內噴出(chu)的(de)水(shui)(shui)(shui)形成一(yi)個錐(zhui)狀水(shui)(shui)(shui)簾包圍在等離(li)(li)子弧(hu)(hu)周圍，從割(ge)槍(qiang)出(chu)來的(de)高速氣(qi)體與切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)過程中(zhong)圖6-13 水(shui)(shui)(shui)凈化(hua)工(gong)(gong)作臺(tai)產(chan)生的(de)氧化(hua)物微(wei)粒(li)(li)進入(ru)(ru)大氣(qi)以前，就隨水(shui)(shui)(shui)進入(ru)(ru)槽(cao)(cao)中(zhong)，全部沉入(ru)(ru)槽(cao)(cao)底，不(bu)會(hui)(hui)飛向周圍大氣(qi)之中(zhong)。例如(ru)，切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)厚(hou)為38mm的(de)18-8型(xing)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)鋼(gang)板時(shi)，用(yong)一(yi)般(ban)等離(li)(li)子弧(hu)(hu)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)時(shi)，每(mei)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)長(chang)度(du)25mm的(de)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)口(kou)會(hui)(hui)產(chan)生10g微(wei)塵(chen)(chen)；而用(yong)水(shui)(shui)(shui)再壓(ya)縮空氣(qi)等離(li)(li)子弧(hu)(hu)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)再配備水(shui)(shui)(shui)凈化(hua)工(gong)(gong)作臺(tai)時(shi)，切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)相同長(chang)度(du)所(suo)產(chan)生的(de)微(wei)粒(li)(li)煙塵(chen)(chen)只(zhi)有(you)0.11g。
由(you)于水(shui)和(he)氣體(ti)混合，還(huan)可(ke)以(yi)減少有害氣體(ti)二氧化氮。在使用水(shui)再壓(ya)縮空氣等離子(zi)弧(hu)切(qie)(qie)割(ge)(ge)機(ji)和(he)水(shui)凈(jing)化工(gong)(gong)作臺時，如果把水(shui)加到(dao)最佳位(wei)置，可(ke)將進入周圍空氣中的(de)(de)二氧化氮降(jiang)低(di)80％，同(tong)時還(huan)可(ke)以(yi)降(jiang)低(di)等離子(zi)弧(hu)切(qie)(qie)割(ge)(ge)時的(de)(de)噪聲。假若(ruo)被割(ge)(ge)工(gong)(gong)件位(wei)于水(shui)下200mm左(zuo)右進行切(qie)(qie)割(ge)(ge)時，利用水(shui)的(de)(de)特性，可(ke)以(yi)使切(qie)(qie)割(ge)(ge)噪聲降(jiang)低(di)15dB左(zuo)右，并能吸收切(qie)(qie)割(ge)(ge)過(guo)程中所形成的(de)(de)強(qiang)烈弧(hu)光、金屬粒子(zi)、灰塵、煙氣和(he)紫外線(xian)等，大大改善(shan)工(gong)(gong)作環境衛生(sheng)，有利于操作人員身體(ti)健康。當然，此時由(you)于看(kan)不(bu)到(dao)切(qie)(qie)割(ge)(ge)線(xian)，只(zhi)能用機(ji)械切(qie)(qie)割(ge)(ge)，這也是(shi)等離子(zi)弧(hu)切(qie)(qie)割(ge)(ge)發展的(de)(de)方向。
