等離子弧按(an)壓縮(suo)電(dian)弧的形(xing)式不同，可分(fen)為(wei)轉移(yi)型(xing)和非轉移(yi)型(xing)兩種電(dian)弧。通常用轉移(yi)型(xing)等離子弧切割(ge)機來切割(ge)金屬材料，其切割(ge)原理和典型(xing)割(ge)槍的示意(yi)圖如圖6-10所示。
一、設備的組(zu)成
等(deng)離子(zi)(zi)弧切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)機有手(shou)工(gong)和(he)機械兩(liang)類。其設備由(you)電(dian)源、割(ge)(ge)(ge)炬、控制系統、氣路系統及水冷系統組成。機械切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)機帶有速度(du)可(ke)(ke)調(diao)的(de)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)小車(che)。手(shou)工(gong)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)機目前有LG-400等(deng)型號，可(ke)(ke)用于直線和(he)各種(zhong)幾(ji)何形狀(zhuang)(zhuang)的(de)手(shou)工(gong)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)，切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)不銹(xiu)鋼(gang)材(cai)的(de)最(zui)大厚(hou)(hou)度(du)為(wei)40mm。機械等(deng)離子(zi)(zi)弧切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)機目前有LG3-400等(deng)型號，可(ke)(ke)以(yi)自動地(di)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)直線和(he)圓形，也可(ke)(ke)以(yi)通過仿形和(he)數控裝置(zhi)來切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)任何形狀(zhuang)(zhuang)的(de)工(gong)件，切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)最(zui)大厚(hou)(hou)度(du)為(wei)40～60mm。其切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)圓的(de)直徑從200mm到1000mm。國產幾(ji)種(zhong)等(deng)離子(zi)(zi)弧切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)機的(de)技(ji)術參數見表6-9。
等(deng)離(li)子弧切割槍與等(deng)離(li)子弧焊焊槍相同。一(yi)般由電(dian)極、電(dian)極夾頭、噴嘴、冷卻水套、中間絕緣體(ti)和(he)氣(qi)、水管等(deng)組(zu)成。割槍中工作氣(qi)體(ti)的進入可以軸向通(tong)入或切線(xian)旋(xuan)轉吹人，或者(zhe)兩者(zhe)組(zu)合(he)吹入。用(yong)得(de)最多(duo)的是(shi)切線(xian)旋(xuan)轉吹人式送氣(qi)，它(ta)對等(deng)離(li)子弧的壓(ya)縮效果最好。割槍(qiang)中電極(ji)要(yao)與(yu)噴嘴(zui)保持(chi)同軸(zhou)，噴嘴(zui)內同時(shi)要(yao)通(tong)過工作(zuo)氣(qi)體和切割氣(qi)體，所以對噴嘴(zui)的(de)質量(liang)(liang)要(yao)求較高(gao)。它關(guan)系(xi)到切割能(neng)力、切口(kou)質量(liang)(liang)和噴嘴(zui)的(de)壽命。過去通(tong)常采用釷鎢絲棒(bang)（牌號為WT-15或(huo)WT-20）作(zuo)為電極(ji)材料，但放射元素(su)對人(ren)體健康有影響，現在已停止使用。值得推薦的(de)是鈰鎢絲棒(bang)（WCe-20～WCe-40）和錸鎢絲棒(bang)（W-1Re或(huo)W-3Re）材料。電極(ji)直(zhi)徑的(de)選(xuan)擇與(yu)最大(da)許用電流有關(guan)，見表(biao)6-10。
二、工藝(yi)參數的選擇
1. 氣體(ti)的(de)選擇
目前等(deng)離子弧切(qie)割(ge)常用(yong)(yong)的(de)(de)氣(qi)體(ti)有氮、氫、氬及(ji)其(qi)混(hun)合氣(qi)體(ti)，見表(biao)6-11。其(qi)中氮氣(qi)價(jia)格最低，使用(yong)(yong)時危險性小，應(ying)用(yong)(yong)最為廣泛。要(yao)選用(yong)(yong)國家標準(zhun)（GB／T 3864-2008）的(de)(de)氮氣(qi)，否(fou)則易(yi)燒損噴嘴和(he)電極(ji)。切(qie)割(ge)氣(qi)體(ti)在(zai)(zai)弧柱和(he)噴嘴內壁之(zhi)間起隔熱(re)和(he)絕緣作用(yong)(yong)，對(dui)(dui)電弧進行壓縮，保證電弧穩定燃(ran)燒；同時又是(shi)電離介度和(he)電弧的(de)(de)熱(re)導(dao)體(ti)，使工(gong)(gong)件加熱(re)后(hou)迅速熔化；并且(qie)通(tong)入(ru)的(de)(de)氣(qi)體(ti)還對(dui)(dui)電極(ji)起到冷卻作用(yong)(yong)。在(zai)(zai)同樣(yang)的(de)(de)工(gong)(gong)藝條件和(he)相近的(de)(de)工(gong)(gong)藝參數(shu)下，氮氣(qi)氣(qi)體(ti)流(liu)量(liang)對(dui)(dui)切(qie)割(ge)質量(liang)的(de)(de)影響參見表(biao)6-12。
2. 工藝(yi)參數(shu)
用(yong)等離子弧切割(ge)(ge)不(bu)銹鋼(gang)時，切割(ge)(ge)工藝參數要(yao)選擇(ze)適當，可以使切割(ge)(ge)的金屬表面(mian)光滑，掛渣(zha)不(bu)嚴(yan)重，切口縫隙狹窄(zhai)。有關切割(ge)(ge)不(bu)銹鋼(gang)板的工藝參數見表6-13。如果參數選擇(ze)不(bu)當，除了切割(ge)(ge)質量不(bu)能得到保證外，還會在切割(ge)(ge)過程中(zhong)產生雙弧現(xian)象，甚至中(zhong)斷切割(ge)(ge)，嚴(yan)重時燒損噴嘴(zui)和電極。
切(qie)割(ge)速(su)度(du)是影響(xiang)切(qie)割(ge)質量的重(zhong)要因(yin)素。在功率不(bu)變(bian)的情況下，提高切(qie)割(ge)速(su)度(du)，可使切(qie)口受(shou)熱(re)(re)小(xiao)，切(qie)口變(bian)窄，熱(re)(re)影響(xiang)區(qu)縮小(xiao)。但切(qie)割(ge)速(su)度(du)過快，不(bu)能割(ge)透工件。若切(qie)割(ge)速(su)度(du)太慢，除(chu)生產效率低外，還會造成(cheng)切(qie)口表面粗糙和掛渣(zha)現(xian)象。切(qie)割(ge)速(su)度(du)對切(qie)割(ge)質量的影響(xiang)見表6-14。
3. 操作(zuo)技術
切割(ge)前應將起(qi)割(ge)點清理干凈，保持良好導電狀(zhuang)態。對于(yu)大厚度工件，最好用小電弧在(zai)起(qi)割(ge)點預熱一(yi)下，然后再(zai)進行(xing)切割(ge)。
切(qie)割(ge)(ge)應從工(gong)件(jian)邊(bian)緣開始，待工(gong)件(jian)邊(bian)緣割(ge)(ge)穿后再移動割(ge)(ge)炬。若不允(yun)許(xu)從板的(de)邊(bian)緣切(qie)割(ge)(ge)，則應事先在切(qie)割(ge)(ge)鋼板的(de)待切(qie)割(ge)(ge)起點處(chu)鉆直徑約1～5mm的(de)小孔，否則由(you)于等離子(zi)弧(hu)強大的(de)吹力，使熔渣四(si)下飛濺，操(cao)作難(nan)以進行。
電極尖端至(zhi)噴嘴端面(mian)的(de)距離控制在10～15mm。合適的(de)距離可以使(shi)電弧(hu)在噴嘴內得到良(liang)好的(de)壓縮，能量(liang)集(ji)中，從而提高等(deng)離子弧(hu)的(de)溫度，增大切(qie)割能力。
噴嘴至工(gong)件(jian)距離(li)(li)不(bu)大于10mm。距離(li)(li)過(guo)大會影響電弧功率的有效(xiao)利用(yong)，使切割能力降(jiang)低；距離(li)(li)過(guo)小，使操(cao)作(zuo)者難以控制。
割(ge)(ge)(ge)炬在(zai)整(zheng)個(ge)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)過程應(ying)與受割(ge)(ge)(ge)工件(jian)表(biao)面(mian)保持垂直，不然切(qie)(qie)口發生(sheng)偏斜且不光潔(jie)，還在(zai)切(qie)(qie)口底面(mian)易造成熔(rong)瘤。為(wei)了提高切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)質量和增加(jia)生(sheng)產效率(lv)，通常可(ke)將(jiang)割(ge)(ge)(ge)炬在(zai)切(qie)(qie)口所在(zai)平面(mian)內向(xiang)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)方向(xiang)相(xiang)反的方向(xiang)傾斜一個(ge)角度（0～45°）。切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)薄板時，后傾角應(ying)大些，切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)厚(hou)板時，后傾角應(ying)小些。
