如何决定等离子电弧切割参数

第四节　等离子弧切割

等离子弧切割是利用高速、高温、高能的等离子流束加热和熔化被切割材料，并借助内部的或者外部的高速气流或水流将熔化材料吹走，从而形成割缝。等离子弧温度高，超过了所有金属以及非金属的熔点。与氧—乙炔火焰切割不同，等离子弧切割过程不是依靠氧化反应，而是靠熔化来切割材料，所以，它比氧—乙炔切割方法适用范围大，可以切割绝大部分金属和非金属材料。等离子弧切割可采用转移型电弧或非转移型电弧。非转移型电弧适宜于切割非金属材料，但由于焊件不接电，电弧挺度差，若用它切割金属材料，其切割厚度小。因此，切割金属材料通常都采用转移型电弧。一般的等离子弧切割不用保护气，工作气体和切割气体从同一喷嘴内喷出。引弧时，以喷出小气流离子气体作为电离介质，切割时，则同时喷出大气流气体以排除熔化金属。

①一般等离子弧切割是较早的一种切割方法，主要采用氮、氮+氢、氮+氩，电极为钍钨棒。氮气的热压缩效应比较强，携热性好，动能大，价廉易得，是一种被广泛采用的切割离子气。但它的引弧和稳弧比较困难，需要165V以上的空载电压。氩气作为切割气体时，只需要70～85V的空载电压，但切割厚度仅在30mm以下，因不经济，所以不常用。在实际应用中采用混合气体比单一气体的效果要好。

②空气等离子弧切割是利用压缩空气作为工作气体和排除熔化金属的气流。它的优点是切割成本低，气体来源方便。压缩空气在电弧中加热后分解和电离，生成的氧与切割金属产生化学反应，放出大量的热量，加快了切割速度。这种切割方法成本低，操作方便，特别适合于30mm以下的低碳钢，也可以切割铝、铜、不锈钢等材料。

空气等离子弧切割的缺点是电极受到强烈的氧化腐蚀。一般采用镶嵌式纯铪或纯锆电极，而不能用钨电极。即使用铪或锆电极，它的工作寿命一般也只有5～10h。

③水再压缩等离子弧切割是在普通等离子弧外围再用水流进行压缩的等离子弧，可以提高切口质量和切割速度，并降低成本。它可以有效地防止切割时产生金属蒸气、粉尘等有害物，改善劳动条件。水再压缩等离子弧切割时，因水喷溅严重，一般应在水槽中进行，焊件位于水面下200mm左右，切割时利用水的特性，可以降低切割噪声，并能吸收切割过程中所产生的强烈弧光、金属粒子、烟气、紫外线等，有效地改善了劳动条件。由于水的冷却作用降低了电弧的热效率，要保持足够的切割效率，在切割电流一定时，其切割电压比一般等离子弧切割电压要高。另外，为保证电弧可靠引燃，还应增加引弧功率。

在造船业中已开始采用氧等离子切割来提高生产效率。