一、水再(zai)壓縮(suo)空氣等離子弧切(qie)割的特點
水再壓縮(suo)空氣(qi)(qi)等(deng)離(li)(li)(li)子弧(hu)(hu)(hu)切(qie)(qie)割原理如圖6-11所示。它除了從割槍中(zhong)(zhong)噴出工(gong)作(zuo)(zuo)氣(qi)(qi)體(ti)外(wai)，還要伴隨有(you)高(gao)速流動(dong)的(de)(de)水束噴出，共同迅速地將熔化金屬(shu)排出。高(gao)壓高(gao)速水流在割槍中(zhong)(zhong)，一方面(mian)對噴嘴起冷卻(que)作(zuo)(zuo)用(yong)，同時對電(dian)弧(hu)(hu)(hu)起到再壓縮(suo)作(zuo)(zuo)用(yong)，形成(cheng)(cheng)一個高(gao)度(du)壓縮(suo)的(de)(de)、具有(you)高(gao)能量密度(du)的(de)(de)等(deng)離(li)(li)(li)子弧(hu)(hu)(hu)柱，這個弧(hu)(hu)(hu)柱直接(jie)沖向(xiang)待切(qie)(qie)割工(gong)件。由于(yu)水噴射到切(qie)(qie)口兩(liang)邊(bian)的(de)(de)金屬(shu)上，使切(qie)(qie)口兩(liang)邊(bian)避(bi)免過度(du)熔化，由于(yu)切(qie)(qie)口垂直，又減少了熱影響區。噴入切(qie)(qie)口內的(de)(de)水一部分被(bei)等(deng)離(li)(li)(li)子弧(hu)(hu)(hu)的(de)(de)高(gao)溫分解(jie)成(cheng)(cheng)氫和氧，它們與工(gong)作(zuo)(zuo)氣(qi)(qi)體(ti)共同組成(cheng)(cheng)切(qie)(qie)割氣(qi)(qi)體(ti)，使等(deng)離(li)(li)(li)子弧(hu)(hu)(hu)具有(you)更(geng)高(gao)的(de)(de)能量；另(ling)一部分未(wei)被(bei)電(dian)弧(hu)(hu)(hu)蒸(zheng)發和分解(jie)的(de)(de)水，對電(dian)弧(hu)(hu)(hu)有(you)強烈的(de)(de)冷卻(que)作(zuo)(zuo)用(yong)，使等(deng)離(li)(li)(li)子電(dian)弧(hu)(hu)(hu)的(de)(de)能量更(geng)為集中(zhong)(zhong)，因而可增加切(qie)(qie)割速度(du)。
二、對割槍(qiang)的要求
高速水流進(jin)入(ru)(ru)噴嘴(zui)的方式有兩(liang)種(zhong)：一種(zhong)是高壓水流徑向進(jin)入(ru)(ru)噴嘴(zui)孔道(dao)后再從(cong)割嘴(zui)中(zhong)心(xin)噴出；另一種(zhong)為軸向進(jin)入(ru)(ru)，從(cong)噴嘴(zui)外圍環形(xing)水道(dao)進(jin)入(ru)(ru)，再從(cong)割槍噴出。
軸(zhou)向(xiang)進水式割(ge)槍如圖6-12所示。電極(ji)采用直徑為(wei)6mm鈰鎢極(ji)(ji)，磨成與內(nei)噴(pen)嘴一(yi)樣的角度（30°），用銀基(ji)釬料將(jiang)電極(ji)(ji)25與電極(ji)(ji)嘴4釬焊(han)(han)好，再焊(han)(han)到冷(leng)卻(que)套管(guan)9上，這些(xie)焊(han)(han)縫都不允許(xu)有滲漏(lou)現象。冷(leng)卻(que)水(shui)由冷(leng)水(shui)管(guan)中(zhong)流(liu)(liu)進，從內(nei)冷(leng)卻(que)水(shui)管(guan)11和冷(leng)卻(que)套管(guan)9的間隙中(zhong)流(liu)(liu)出。這種冷(leng)卻(que)方式只要冷(leng)卻(que)水(shui)量足夠，電極(ji)(ji)工(gong)作(zuo)數小時后(hou)表面仍呈白亮光(guang)澤，很少有燒損現象。
水再壓(ya)縮空氣等(deng)(deng)離(li)子切割(ge)槍(qiang)比普通等(deng)(deng)離(li)子切割(ge)槍(qiang)增加了(le)(le)一個外(wai)噴(pen)嘴，等(deng)(deng)于加長了(le)(le)等(deng)(deng)離(li)子弧(hu)壓(ya)縮孔道，提高了(le)(le)對電弧(hu)的(de)(de)壓(ya)縮效應。外(wai)噴(pen)嘴在切割(ge)過程中，噴(pen)嘴距離(li)與(yu)被(bei)切割(ge)金(jin)屬(shu)較近，有可能濺上金(jin)屬(shu)熔渣而產(chan)生雙弧(hu)。為了(le)(le)防止(zhi)這種情況發生，在純銅嘴外(wai)邊噴(pen)涂一層Al2O3的(de)(de)絕緣層（厚約(yue)0.2mm），如果采用陶瓷材料做成(cheng)外(wai)噴(pen)嘴則更為理想(xiang)。
三、切割工藝
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(shui)再壓縮空氣等離子(zi)弧(hu)切割時，使用氮氣時的流(liu)量(liang)要比(bi)用普通等離子(zi)弧(hu)切割時小一些。
在一定(ding)功率條件下，壓縮水(shui)流(liu)增加，切(qie)口明(ming)顯變亮(liang)、變直，但水(shui)流(liu)量也(ye)有(you)一個最佳值(zhi)。水(shui)流(liu)量過(guo)大時，由于電弧壓縮過(guo)度，帶走熱(re)量太多，造(zao)成電弧變短而(er)不(bu)穩定(ding)，增加了掛渣，甚至(zhi)切(qie)割(ge)不(bu)下來。一般壓縮水(shui)用量為(wei)0.5～1.5L／min，由自來水(shui)供給(gei)即可。
切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)電(dian)流和電(dian)壓對切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)質(zhi)(zhi)量有明(ming)顯的(de)影響：當等離子(zi)弧切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)功(gong)(gong)率提高時，切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)速(su)(su)度和切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)厚度相(xiang)(xiang)對增(zeng)加(jia)。事(shi)實(shi)證明(ming)，在能(neng)(neng)割(ge)(ge)(ge)透的(de)前提下(xia)，用大(da)(da)輸入功(gong)(gong)率高速(su)(su)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)與用小輸入功(gong)(gong)率低速(su)(su)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)相(xiang)(xiang)比，前者能(neng)(neng)得到更優質(zhi)(zhi)的(de)切(qie)(qie)口。在增(zeng)加(jia)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)厚度時，若僅(jin)增(zeng)加(jia)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)電(dian)流，則(ze)弧柱變粗，易(yi)燒壞(huai)噴嘴；如果在增(zeng)大(da)(da)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)電(dian)流的(de)同(tong)時增(zeng)大(da)(da)氣體和壓縮水流量，則(ze)同(tong)時改變了電(dian)弧電(dian)壓，也就明(ming)顯地提高了切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)能(neng)(neng)力(li)，還(huan)能(neng)(neng)保(bao)持良好的(de)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)質(zhi)(zhi)量。
起割開始時，噴嘴與受(shou)割工件表面的距離一般應(ying)不(bu)小于6mm，但大(da)于10mm時起弧困(kun)難。切(qie)割過程(cheng)中，可(ke)以使噴嘴與受(shou)割工件表面距離發生變化，距離最遠可(ke)達20mm。
這(zhe)時，電弧(hu)仍然穩定(ding)，且切口質量不(bu)變。
用水再壓縮空氣等離子弧切割幾種金屬的(de)典型參數，見表6-15。
注：1. 空載(zai)電(dian)(dian)壓(ya)一欄的數(shu)據(ju)是電(dian)(dian)壓(ya)表指示的讀數(shu)，包含有回(hui)路保護系統中電(dian)(dian)容對(dui)電(dian)(dian)壓(ya)的影響。
2. 噴嘴到工件的距離(li)和(he)電極直徑均為6mm。
3. 切口(kou)質量要求優良。
四、評(ping)價
1. 切(qie)口質量分析
對18-8型不銹(xiu)鋼(gang)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(leng)卻被割工件，使被割工件切口(kou)平整，且割后工件熱變形(xing)小，切口(kou)寬度也比一般等離子弧切割口(kou)窄。
2. 對環境保(bao)護分析
一般等離子弧切(qie)(qie)割(ge)(ge)時會(hui)(hui)產(chan)(chan)生大(da)量的(de)金屬蒸氣(qi)粉塵和(he)有害氣(qi)體(ti)(ti)，吸入人體(ti)(ti)會(hui)(hui)影響操作(zuo)(zuo)者的(de)身體(ti)(ti)健康(kang)，即(ji)使采(cai)用(yong)(yong)抽風除塵裝(zhuang)置，也不(bu)(bu)可能(neng)根治環境污染和(he)切(qie)(qie)割(ge)(ge)過程中(zhong)(zhong)很大(da)的(de)噪聲。若(ruo)采(cai)用(yong)(yong)水(shui)凈(jing)化(hua)工(gong)作(zuo)(zuo)臺，如圖6-13所示，可以解決這個問題。切(qie)(qie)割(ge)(ge)時，將工(gong)件(jian)放在(zai)水(shui)凈(jing)化(hua)工(gong)作(zuo)(zuo)臺的(de)水(shui)槽(cao)(cao)上，槽(cao)(cao)中(zhong)(zhong)加水(shui)，水(shui)面距離被割(ge)(ge)工(gong)件(jian)約20mm，直至(zhi)接觸被割(ge)(ge)工(gong)件(jian)。水(shui)再(zai)壓(ya)縮空氣(qi)等離子弧切(qie)(qie)割(ge)(ge)時，從噴嘴內噴出的(de)水(shui)形成一個錐狀水(shui)簾包圍(wei)在(zai)等離子弧周圍(wei)，從割(ge)(ge)槍出來(lai)的(de)高速氣(qi)體(ti)(ti)與切(qie)(qie)割(ge)(ge)過程中(zhong)(zhong)圖6-13 水(shui)凈(jing)化(hua)工(gong)作(zuo)(zuo)臺產(chan)(chan)生的(de)氧化(hua)物微粒進入大(da)氣(qi)以前(qian)，就隨水(shui)進入槽(cao)(cao)中(zhong)(zhong)，全部沉(chen)入槽(cao)(cao)底(di)，不(bu)(bu)會(hui)(hui)飛(fei)向周圍(wei)大(da)氣(qi)之中(zhong)(zhong)。例如，切(qie)(qie)割(ge)(ge)厚為38mm的(de)18-8型不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)鋼(gang)(gang)板時，用(yong)(yong)一般等離子弧切(qie)(qie)割(ge)(ge)時，每切(qie)(qie)割(ge)(ge)長度(du)(du)25mm的(de)切(qie)(qie)口會(hui)(hui)產(chan)(chan)生10g微塵；而用(yong)(yong)水(shui)再(zai)壓(ya)縮空氣(qi)等離子弧切(qie)(qie)割(ge)(ge)再(zai)配備水(shui)凈(jing)化(hua)工(gong)作(zuo)(zuo)臺時，切(qie)(qie)割(ge)(ge)相同長度(du)(du)所產(chan)(chan)生的(de)微粒煙塵只有0.11g。
由于(yu)水(shui)(shui)和氣(qi)體混合(he)，還可(ke)以(yi)減少有害(hai)氣(qi)體二氧(yang)化氮。在(zai)使用(yong)水(shui)(shui)再壓縮(suo)空(kong)氣(qi)等(deng)離(li)子(zi)弧切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)機和水(shui)(shui)凈化工作臺時(shi)(shi)，如果把水(shui)(shui)加到最(zui)佳位置，可(ke)將進入周圍空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)二氧(yang)化氮降低(di)80％，同時(shi)(shi)還可(ke)以(yi)降低(di)等(deng)離(li)子(zi)弧切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)時(shi)(shi)的(de)噪聲。假(jia)若被割(ge)(ge)工件位于(yu)水(shui)(shui)下(xia)200mm左右進行切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)時(shi)(shi)，利用(yong)水(shui)(shui)的(de)特性，可(ke)以(yi)使切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)噪聲降低(di)15dB左右，并能(neng)吸收切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)過程中(zhong)所形成的(de)強烈弧光、金屬(shu)粒子(zi)、灰塵、煙氣(qi)和紫(zi)外線(xian)等(deng)，大(da)(da)大(da)(da)改善工作環境(jing)衛生，有利于(yu)操作人員身體健康。當然(ran)，此時(shi)(shi)由于(yu)看(kan)不到切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)線(xian)，只能(neng)用(yong)機械切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)，這也是等(deng)離(li)子(zi)弧切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)發(fa)展的(de)方向。
