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(yi)(yi)般等離(li)子(zi)弧(hu)(hu)切(qie)割(ge)如圖6-13所示。切(qie)割(ge)金屬(shu)材(cai)料通(tong)常(chang)都采用(yong)轉移型(xing)電弧(hu)(hu)。一(yi)(yi)般的(de)等離(li)子(zi)弧(hu)(hu)不用(yong)保護氣體(ti),工作(zuo)氣體(ti)和切(qie)割(ge)氣體(ti)從同(tong)一(yi)(yi)噴(pen)嘴內噴(pen)出(chu)(chu)。引(yin)弧(hu)(hu)時(shi)(shi),噴(pen)出(chu)(chu)小氣流離(li)子(zi)氣體(ti)作(zuo)為(wei)電離(li)介質(zhi),切(qie)割(ge)時(shi)(shi),則(ze)同(tong)時(shi)(shi)噴(pen)出(chu)(chu)大氣流氣體(ti)以排(pai)除熔化金屬(shu),工作(zuo)氣體(ti)通(tong)常(chang)選用(yong)氮氣。切(qie)割(ge)薄金屬(shu)板材(cai)時(shi)(shi),可采用(yong)微束等離(li)子(zi)弧(hu)(hu)來(lai)獲得更窄的(de)割(ge)口。


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  水(shui)再(zai)壓(ya)縮等(deng)離子(zi)弧(hu)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)時,由(you)割(ge)(ge)(ge)槍噴出的(de)(de)除(chu)工作氣(qi)體外,還(huan)伴隨(sui)有高(gao)速(su)流動的(de)(de)水(shui)束,共同迅(xun)速(su)地將熔(rong)化金(jin)屬排開。其切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)原理如圖6-14所示(shi)。噴出噴嘴的(de)(de)高(gao)速(su)水(shui)流有兩種進(jin)(jin)水(shui)型(xing)式(shi)。一種為高(gao)壓(ya)水(shui)流徑向進(jin)(jin)入噴嘴孔道后(hou)再(zai)從(cong)割(ge)(ge)(ge)槍噴出;另一種為軸向進(jin)(jin)入嘴外圍后(hou)以環形水(shui)流從(cong)割(ge)(ge)(ge)槍噴出。水(shui)再(zai)壓(ya)縮等(deng)離子(zi)弧(hu)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)的(de)(de)水(shui)噴濺嚴(yan)重,一般(ban)在水(shui)槽中(zhong)進(jin)(jin)行,工件位于水(shui)面下200mm左(zuo)右。切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)時,利用水(shui)的(de)(de)特(te)性,可以使切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)噪聲降低15dB左(zuo)右,并能(neng)吸收切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)過程中(zhong)所形成的(de)(de)強烈(lie)弧(hu)光、金(jin)屬粒子(zi)、灰塵(chen)、煙氣(qi)、紫外線等(deng),大大地改善了(le)操作工的(de)(de)工作條件。水(shui)還(huan)能(neng)冷卻(que)工件,使割(ge)(ge)(ge)口平(ping)整(zheng)和割(ge)(ge)(ge)后(hou)工件熱變形減小,割(ge)(ge)(ge)口寬度也比一般(ban)等(deng)離子(zi)弧(hu)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)的(de)(de)割(ge)(ge)(ge)口窄(zhai)。


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  空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)等離(li)子(zi)(zi)弧(hu)(hu)切(qie)割(ge)(ge)(ge)有兩種(zhong)(zhong)型(xing)式(shi)。圖6-15(a)為(wei)單一空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)式(shi)等離(li)子(zi)(zi)弧(hu)(hu)切(qie)割(ge)(ge)(ge)原理(li)圖,它利用空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)壓(ya)(ya)縮(suo)機提(ti)供(gong)的(de)壓(ya)(ya)縮(suo)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)作(zuo)為(wei)工作(zuo)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)和(he)排除熔(rong)化(hua)(hua)金屬的(de)氣(qi)(qi)(qi)流。這種(zhong)(zhong)型(xing)式(shi)的(de)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)等離(li)子(zi)(zi)弧(hu)(hu)切(qie)割(ge)(ge)(ge)的(de)成本低,氣(qi)(qi)(qi)體(ti)來(lai)源方(fang)(fang)便。壓(ya)(ya)縮(suo)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)在(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)中加(jia)熱(re)后分解和(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)離(li),生(sheng)成的(de)氧(yang)與(yu)切(qie)割(ge)(ge)(ge)金屬產生(sheng)化(hua)(hua)學放(fang)熱(re)反應,加(jia)快(kuai)了切(qie)割(ge)(ge)(ge)速度(du)(du)。充(chong)分電(dian)(dian)(dian)(dian)離(li)的(de)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)等離(li)子(zi)(zi)體(ti)的(de)熱(re)焓值高,因而(er)電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)的(de)能(neng)量大,與(yu)其(qi)他等離(li)子(zi)(zi)弧(hu)(hu)切(qie)割(ge)(ge)(ge)方(fang)(fang)法(fa)相比(bi),其(qi)切(qie)割(ge)(ge)(ge)速度(du)(du)快(kuai),特別適(shi)合于(yu)切(qie)割(ge)(ge)(ge)厚(hou)度(du)(du)在(zai)(zai)30mm以下的(de)碳鋼,也(ye)可以切(qie)割(ge)(ge)(ge)銅、不銹鋼、鋁及其(qi)他材料。但是這種(zhong)(zhong)切(qie)割(ge)(ge)(ge)方(fang)(fang)法(fa)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)受到強烈的(de)氧(yang)化(hua)(hua)腐蝕,所以一般采用鑲嵌式(shi)純鋯、純鉿(jia)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)而(er)不能(neng)采用鎢電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)或(huo)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)鎢電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)。即使采用鋯、鉿(jia)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji),它的(de)工作(zuo)壽命一般也(ye)只在(zai)(zai)5~10h以內。另一種(zhong)(zhong)為(wei)復合式(shi)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)等離(li)子(zi)(zi)弧(hu)(hu)切(qie)割(ge)(ge)(ge),其(qi)切(qie)割(ge)(ge)(ge)原理(li)如(ru)圖6-15(b)所示。內噴嘴(zui)內通入常用的(de)工作(zuo)氣(qi)(qi)(qi)體(ti),外噴嘴(zui)內通人壓(ya)(ya)縮(suo)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)。


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  這樣,一(yi)方面利用壓縮空氣(qi)在切割(ge)區的(de)化(hua)學放熱反應提高(gao)切割(ge)速(su)度;另一(yi)方面又避(bi)免了(le)空氣(qi)與電極的(de)直接(jie)接(jie)觸,因而(er)可采用純鎢電極或氧化(hua)物(wu)鎢電極,簡(jian)化(hua)了(le)電極結構。