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什么是等離子弧切割？

等離子弧切割是利用等離子弧熱能實現(xiàn)金屬熔化的切割方法。根據(jù)切割氣流種類不同，分為氮等離子弧切割、空氣等離子弧切割和氧等離子弧切割等。

切割用等離子弧溫度一般在1萬～1. 4萬℃之 間，超過所有金屬以及非金屬的熔點。切割時等離子弧的高溫能將被割材料迅速熔化，并隨即用高速的離子氣流將熔化的材料排開形成割口。與氧乙炔焰切割相比， 等離子弧的切割過程不是依靠氧化反應(yīng)而是靠熔化來切割材料，因而比氧乙炔切割的適用范圍大得多，能夠切割絕大部分金屬和非金屬材料。等離子弧除了可以切割 碳鋼及低合金鋼外還可以切割氧乙炔焰不能切割的材料如鋁合金、不銹鋼等。

2 等離子弧切割工藝為何要選擇離子氣種類？

離 子氣種類決定切割電壓。電流相同時，電壓越高切割厚度及切割速度也越大。當(dāng)切割大厚度工件時，通過改變離子氣成分提高切割電壓比提高警惕電流更為有效。但 應(yīng)注意切割電壓超過電源空載電壓的2/3時容易熄弧，因此，電源空載電壓應(yīng)是弧壓的兩倍。切割時常使用的離子氣有氮氣，弧壓約150～200V，切割厚度 小于120mm；氮氬混合氣，弧壓約120～200V，切割厚度小于150mm；氮氫混合氣，弧壓約180～300V，切割厚度小于200mm；氬氫混合氣，弧壓約150～300V，切割厚度小于200mm。另外，空氣弧壓110～150V，由于其價廉，取用方便，廣泛用于切割30mm以下材料。

3 與等離子弧焊槍相比，等離子弧割槍有何特點？

等 離子弧割槍的基本設(shè)計與等離子弧焊槍相似，兩者之間的主要區(qū)別在于：割槍噴嘴的孔道比要比焊槍噴嘴的孔道比大得多。這樣設(shè)計的目的是使割槍工件時能夠從噴 嘴出更高速度的離子氣焰流，利用這種高速度的離子氣焰流熔化母材并吹掉熔融金屬而形成切口。由于高速的離子氣對割槍噴嘴有較強(qiáng)的冷卻作用，所以割槍噴嘴無 須用水冷卻，但一般80A以上的割槍要用水冷卻電極。等離子割槍基本零件及術(shù)語如圖1所示。

4 切割用等離子電弧是如何引燃的？君科等離子弧切割設(shè)備的基本原理是什么？

等 離子弧切割采用直流正極性，即工件接電源的正極。切割金屬時采用轉(zhuǎn)移弧，引燃轉(zhuǎn)移弧的方法與割槍有關(guān)。割槍分有維弧割槍及無維弧割槍兩種，有維弧割槍如圖 2所示。無維弧割槍無圖中電阻R支路，其余與有維弧割槍相同。電阻R的作用是限制電流，將維弧電流限制在能夠順利引燃轉(zhuǎn)移弧的底值。高頻引弧器用來引燃 維弧。引弧時，接觸器觸點閉合，嘴噴出的等離子焰流接觸到工件便形成電極至工件間的通路，使電弧轉(zhuǎn)移至電極與工件之間。一旦建立起轉(zhuǎn)移弧，維弧自動熄滅。 無維弧割槍引弧時，將噴嘴與工件接觸，高頻引弧器引燃噴嘴與工件之間的非轉(zhuǎn)移弧。非轉(zhuǎn)移弧引燃后，就迅速將割槍抬起3～5mm，使噴嘴脫離導(dǎo)電通路，電弧 便轉(zhuǎn)移至電極與工件之間。自動割槍需采用有維弧結(jié)構(gòu)。60A以下手動割槍常采用無維弧結(jié)構(gòu)，60A以上手動割槍采用有維弧結(jié)構(gòu)。

除使用高頻引弧器外，有的割槍上的電極是可以移動的，此類割槍可以使用電極回抽法引弧，如圖3。圖中分流器是絕緣陶瓷，引弧時，將割槍上的電極與噴嘴短路后就迅速分離，引燃電弧。

5 與氧乙炔焰及機(jī)械切割相比，等離子弧切割有何優(yōu)缺點？

與機(jī)械切割相比，等離子弧切割具有切割厚度大、切割靈活、裝夾工件簡單及可以切割曲線等優(yōu)點。與氧乙炔焰相比，等離子弧具有能量集中，切割變形小及起始切割時不用預(yù)熱等優(yōu)點。

等離子弧切割具有的缺點是：與機(jī)械切割相比，等離子弧切割公差大，切割過程中產(chǎn)生弧光輻射、煙塵及噪聲等公害。與氧乙炔焰相比，等離子弧切割設(shè)備費較貴。

6 何謂空氣等離子弧切割？空氣等離子弧切割有何特點？

空 氣等離子弧切割是指用壓縮空氣作離子氣，用壓縮空氣電離后產(chǎn)生的電弧熱進(jìn)行切割的切割方法。在電場作用下，電離了的空氣等離子體熱焓值高，因而電弧能量大 切割速度快。這種方法既可以切割鋁合金等有色金屬，也可以切割不銹鋼、碳鋼。而且這種方法切割成本低，氣體來源方便，是目前我國使用最多的一種切割方法。

7 切割碳鋼時，應(yīng)該選用氧乙炔焰切割還是選用空氣等離子弧切割？

當(dāng)板厚小于30mm時，用空氣等離子弧切割較好；板厚大于30mm時，用氧乙炔焰切割較好。

空氣等離子弧切割機(jī)是按電流等級分檔的。使用80A以上空氣等離子弧切割機(jī)，切割時產(chǎn)生的粉塵、噪聲等對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，所以應(yīng)采取防護(hù)措施，采用有抑制污染功能的自動等離子弧切割方法，如水面下切割。

圖４是70A空氣等離子弧切割機(jī)與氧乙炔焰切割的速度對比，根據(jù)圖4，當(dāng)工件厚度為12mm時，空氣等離子弧切割速度是氧乙炔焰切割速度的2倍。當(dāng)工件厚度9mm時，切割速度是氧乙炔焰切割速度的3倍。由于切割速度快，人工費用相對降低，加之壓縮空氣價廉易得，空氣等離子在切割板厚30mm以下碳鋼時比氧乙炔焰切割更具有優(yōu)勢。但切割厚度超過30mm時，不如使用氧乙炔焰切割。

8 何謂水下切割？

水下切割是將被割工件置于水面下75mm左右的自動等離子弧切割方法，該方法可以有效地抑制等離子弧切割過程中產(chǎn)生的煙塵、弧光及金屬蒸氣等公害，特別適合大電流切割。

進(jìn)行水面下切割需有蓄水槽，蓄水槽水面下放置切割工作臺，工作臺由多個排列有序的尖頂形鋼構(gòu)件組成，被割工件放置在該工作臺之上，選用尖頂形鋼構(gòu)件的目的是使切割工作臺具有容納鐵屑、渣的能力。

9 進(jìn)行手工空氣等離子弧切割時，需要配備哪些設(shè)備？

空氣等離子弧切割主要由供氣裝置、直流電源以及割槍幾部分組成，圖５是空氣等離子弧切割示意圖。

供氣裝置的主要設(shè)備是一臺1.5～2.2kW的空氣壓縮機(jī)，切割時所需氣體壓力為0.3～0.6MPa。直流電源具有陡降或緩降特性。

氣源為割槍提供離子氣，為了提供高流速的切割用離子氣，氣源出口壓力遠(yuǎn)高于焊接用氣源。

10 如何選擇空氣等離子弧設(shè)備?

空氣等離子弧切割設(shè)備主要由氣路、直流電流源及割槍組成，設(shè)備按電流分檔，用戶要根據(jù)切割板材的厚度選擇相應(yīng)檔次的切割機(jī)。下表君科列出了常用電流檔次的推薦切 割厚度。生產(chǎn)廠家在其產(chǎn)品說明書中也給出切割厚度的參考值，有的數(shù)據(jù)可能比推薦數(shù)據(jù)大。用戶應(yīng)注意的是：同一臺切割機(jī)切割厚度越大，切割速度越慢。如70A切割機(jī)，切割厚度為35mm中碳鋼時，切割速度僅為100mm/min。切割速度慢不僅降低生產(chǎn)效率而且也降低切割質(zhì)量，如出現(xiàn)割縫寬，背面掛渣等質(zhì)量問題。如僅從提高切割質(zhì)量的角度出發(fā)，在保證切透的情況下，切割速度越快越好。

表   空氣等離子弧切割常用材料厚度參考值    （單位：mm）

11 電流檔次相同的切割機(jī)，切割厚度都一樣嗎?

不 一定相同。切割厚度不僅與電流有關(guān)，而且與切割時電壓有關(guān)。切割電壓主要由割槍及切割氣流量決定�，F(xiàn)在生產(chǎn)切割機(jī)的廠家較多，生產(chǎn)相同電流檔次的切割機(jī) 時，不同廠家可能選用不同的割槍及氣路，造成切割電壓有所差異。電流相同時，切割電壓越大切割厚度也越大，但出廠說明一般只標(biāo)注空載電壓，不標(biāo)注切割電 壓，一般30～100A空氣等離子弧切割機(jī)的切割電壓在110～150V之間。