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(zi)弧(hu)切(qie)(qie)割(ge)(ge)如圖6-13所(suo)示。切(qie)(qie)割(ge)(ge)金(jin)屬材(cai)料(liao)通常都采(cai)(cai)用轉(zhuan)移型(xing)電(dian)弧(hu)。一般的等離子(zi)弧(hu)不用保護(hu)氣(qi)體(ti)(ti),工作(zuo)(zuo)氣(qi)體(ti)(ti)和切(qie)(qie)割(ge)(ge)氣(qi)體(ti)(ti)從(cong)同一噴(pen)(pen)嘴(zui)內(nei)噴(pen)(pen)出。引弧(hu)時,噴(pen)(pen)出小氣(qi)流(liu)離子(zi)氣(qi)體(ti)(ti)作(zuo)(zuo)為電(dian)離介質(zhi),切(qie)(qie)割(ge)(ge)時,則同時噴(pen)(pen)出大氣(qi)流(liu)氣(qi)體(ti)(ti)以排(pai)除熔化金(jin)屬,工作(zuo)(zuo)氣(qi)體(ti)(ti)通常選用氮氣(qi)。切(qie)(qie)割(ge)(ge)薄金(jin)屬板(ban)材(cai)時,可采(cai)(cai)用微束(shu)等離子(zi)弧(hu)來獲得更窄的割(ge)(ge)口。

水再(zai)(zai)壓(ya)縮等離子弧(hu)(hu)切(qie)割(ge)(ge)(ge)時,由割(ge)(ge)(ge)槍(qiang)噴(pen)出(chu)(chu)的除工(gong)(gong)作氣體外,還(huan)伴隨有高(gao)(gao)速(su)流動的水束,共同迅速(su)地將熔化金屬(shu)排開。其切(qie)割(ge)(ge)(ge)原理(li)如圖6-14所示。噴(pen)出(chu)(chu)噴(pen)嘴的高(gao)(gao)速(su)水流有兩種(zhong)(zhong)進(jin)水型式。一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)為高(gao)(gao)壓(ya)水流徑向(xiang)進(jin)入噴(pen)嘴孔道后(hou)再(zai)(zai)從割(ge)(ge)(ge)槍(qiang)噴(pen)出(chu)(chu);另(ling)一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)為軸(zhou)向(xiang)進(jin)入嘴外圍(wei)后(hou)以環形水流從割(ge)(ge)(ge)槍(qiang)噴(pen)出(chu)(chu)。水再(zai)(zai)壓(ya)縮等離子弧(hu)(hu)切(qie)割(ge)(ge)(ge)的水噴(pen)濺嚴(yan)重,一(yi)(yi)般(ban)在水槽中進(jin)行,工(gong)(gong)件(jian)位于水面下200mm左(zuo)(zuo)右。切(qie)割(ge)(ge)(ge)時,利用水的特(te)性(xing),可以使(shi)切(qie)割(ge)(ge)(ge)噪聲降低(di)15dB左(zuo)(zuo)右,并能吸(xi)收切(qie)割(ge)(ge)(ge)過程中所形成(cheng)的強烈弧(hu)(hu)光、金屬(shu)粒(li)子、灰塵、煙氣、紫外線等,大(da)大(da)地改善了操作工(gong)(gong)的工(gong)(gong)作條(tiao)件(jian)。水還(huan)能冷卻工(gong)(gong)件(jian),使(shi)割(ge)(ge)(ge)口(kou)平整和割(ge)(ge)(ge)后(hou)工(gong)(gong)件(jian)熱(re)變(bian)形減小(xiao),割(ge)(ge)(ge)口(kou)寬度也比(bi)一(yi)(yi)般(ban)等離子弧(hu)(hu)切(qie)割(ge)(ge)(ge)的割(ge)(ge)(ge)口(kou)窄(zhai)。

空(kong)氣(qi)(qi)等(deng)(deng)離(li)(li)子(zi)弧(hu)(hu)(hu)切(qie)(qie)割(ge)(ge)有(you)兩種型式。圖6-15(a)為單一(yi)(yi)空(kong)氣(qi)(qi)式等(deng)(deng)離(li)(li)子(zi)弧(hu)(hu)(hu)切(qie)(qie)割(ge)(ge)原理(li)圖,它利用(yong)(yong)空(kong)氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)縮機(ji)提供的(de)(de)(de)(de)壓(ya)(ya)縮空(kong)氣(qi)(qi)作(zuo)(zuo)為工作(zuo)(zuo)氣(qi)(qi)體和(he)排除熔化(hua)金屬(shu)的(de)(de)(de)(de)氣(qi)(qi)流。這(zhe)種型式的(de)(de)(de)(de)空(kong)氣(qi)(qi)等(deng)(deng)離(li)(li)子(zi)弧(hu)(hu)(hu)切(qie)(qie)割(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)成本低,氣(qi)(qi)體來源方便。壓(ya)(ya)縮空(kong)氣(qi)(qi)在電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)中加熱后分解和(he)電(dian)(dian)(dian)離(li)(li),生成的(de)(de)(de)(de)氧(yang)與(yu)切(qie)(qie)割(ge)(ge)金屬(shu)產生化(hua)學(xue)放熱反應(ying),加快(kuai)了(le)切(qie)(qie)割(ge)(ge)速(su)(su)度(du)。充分電(dian)(dian)(dian)離(li)(li)的(de)(de)(de)(de)空(kong)氣(qi)(qi)等(deng)(deng)離(li)(li)子(zi)體的(de)(de)(de)(de)熱焓(han)值(zhi)高,因而電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)能量大,與(yu)其(qi)他(ta)等(deng)(deng)離(li)(li)子(zi)弧(hu)(hu)(hu)切(qie)(qie)割(ge)(ge)方法(fa)相比,其(qi)切(qie)(qie)割(ge)(ge)速(su)(su)度(du)快(kuai),特別適(shi)合(he)于(yu)切(qie)(qie)割(ge)(ge)厚(hou)度(du)在30mm以(yi)下的(de)(de)(de)(de)碳鋼,也可以(yi)切(qie)(qie)割(ge)(ge)銅、不銹鋼、鋁及其(qi)他(ta)材料(liao)。但是這(zhe)種切(qie)(qie)割(ge)(ge)方法(fa)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)極受到強烈的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)腐蝕,所(suo)(suo)以(yi)一(yi)(yi)般(ban)采(cai)用(yong)(yong)鑲嵌(qian)式純(chun)鋯、純(chun)鉿電(dian)(dian)(dian)極而不能采(cai)用(yong)(yong)鎢(wu)電(dian)(dian)(dian)極或氧(yang)化(hua)物鎢(wu)電(dian)(dian)(dian)極。即使采(cai)用(yong)(yong)鋯、鉿電(dian)(dian)(dian)極,它的(de)(de)(de)(de)工作(zuo)(zuo)壽命一(yi)(yi)般(ban)也只在5~10h以(yi)內(nei)。另一(yi)(yi)種為復合(he)式空(kong)氣(qi)(qi)等(deng)(deng)離(li)(li)子(zi)弧(hu)(hu)(hu)切(qie)(qie)割(ge)(ge),其(qi)切(qie)(qie)割(ge)(ge)原理(li)如圖6-15(b)所(suo)(suo)示。內(nei)噴嘴內(nei)通入常(chang)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)工作(zuo)(zuo)氣(qi)(qi)體,外(wai)噴嘴內(nei)通人(ren)壓(ya)(ya)縮空(kong)氣(qi)(qi)。

這(zhe)樣,一(yi)方面(mian)利用(yong)壓縮(suo)空氣在切(qie)割區(qu)的(de)(de)化(hua)學(xue)放熱反應提高切(qie)割速(su)度;另(ling)一(yi)方面(mian)又避(bi)免了空氣與(yu)電極(ji)(ji)的(de)(de)直接接觸,因而(er)可(ke)采用(yong)純(chun)鎢電極(ji)(ji)或氧化(hua)物(wu)鎢電極(ji)(ji),簡化(hua)了電極(ji)(ji)結(jie)構。

