等離子弧切割是現在不銹鋼加工中最常用的一種切割方法。等離子弧切割系利用高能量密度等離子弧和高速的等離子流，將熔化金屬從割口中吹走，形成連續割口。等離子弧切割速度快，沒有氧乙炔切割時對工件產生的燃燒，因此工件獲得的熱量相對較小，工件變形也小，適合于切割各種金屬材料。但由于等離子流速高，噪聲、煙氣和煙塵嚴重，工作衛生條件較差。

 等(deng)(deng)離(li)子(zi)弧切割(ge)方法又(you)分(fen)為一般等(deng)(deng)離(li)子(zi)弧切割(ge)、水壓縮等(deng)(deng)離(li)子(zi)弧切割(ge)、空氣(qi)等(deng)(deng)離(li)子(zi)弧切割(ge)。

1. 一(yi)般等(deng)離子弧切(qie)割

  一(yi)般(ban)等離(li)子(zi)弧(hu)切(qie)割(ge)（見圖6-15)金屬材料時(shi)，通(tong)常都采用(yong)(yong)轉移型電弧(hu)。一(yi)般(ban)的等離(li)子(zi)弧(hu)不(bu)用(yong)(yong)保護氣(qi)體(ti)(ti)，工(gong)作(zuo)氣(qi)體(ti)(ti)和(he)切(qie)割(ge)氣(qi)體(ti)(ti)從同一(yi)噴(pen)(pen)嘴內噴(pen)(pen)出(chu)。引弧(hu)時(shi)，噴(pen)(pen)出(chu)小氣(qi)流(liu)離(li)子(zi)氣(qi)體(ti)(ti)作(zuo)為電離(li)介質。切(qie)割(ge)時(shi)，則(ze)同時(shi)噴(pen)(pen)出(chu)大氣(qi)流(liu)氣(qi)體(ti)(ti)以(yi)排除熔化(hua)金屬，工(gong)作(zuo)氣(qi)體(ti)(ti)通(tong)常選(xuan)用(yong)(yong)氮(dan)氣(qi)。

  圖6-15是(shi)(shi)雙氣(qi)(qi)流等(deng)離(li)(li)子弧切割(ge)方(fang)法的(de)原理圖。在等(deng)離(li)(li)子弧周圍通有第二路(lu)(lu)氣(qi)(qi)。中間的(de)離(li)(li)子氣(qi)(qi)通常為氮氣(qi)(qi)。外(wai)圈的(de)第二路(lu)(lu)氣(qi)(qi)根據切割(ge)工件材料選用(yong)(yong)，可以(yi)(yi)是(shi)(shi)二氧化碳、空(kong)氣(qi)(qi)、氬氣(qi)(qi)或氫氣(qi)(qi)。第二路(lu)(lu)氣(qi)(qi)可以(yi)(yi)使等(deng)離(li)(li)子弧進一(yi)步壓縮(suo)，提高能量密度。切割(ge)碳鋼時，第二路(lu)(lu)氣(qi)(qi)可選用(yong)(yong)壓縮(suo)空(kong)氣(qi)(qi)以(yi)(yi)提高切割(ge)速度。

  切(qie)割薄金屬(shu)板材時，可采用微束(shu)等離子弧(hu)以獲得更窄的割口。

2. 水壓縮等離子弧(hu)切割(ge)

  圖6-16是水(shui)(shui)壓(ya)縮等(deng)(deng)離(li)子(zi)弧切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)方(fang)法的(de)(de)(de)原理圖。高壓(ya)水(shui)(shui)從槍體(ti)(ti)徑向通入，由噴(pen)嘴孔道噴(pen)出(chu)，與(yu)等(deng)(deng)離(li)子(zi)弧直接接觸(chu)。一(yi)方(fang)面強(qiang)烈壓(ya)縮等(deng)(deng)離(li)子(zi)弧，使其能量(liang)密度提高；另(ling)一(yi)方(fang)面由于(yu)等(deng)(deng)離(li)子(zi)弧的(de)(de)(de)高溫而使水(shui)(shui)分(fen)解(jie)成氫和氧(yang)，成為切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)氣(qi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)一(yi)部分(fen)。分(fen)解(jie)成的(de)(de)(de)氧(yang)氣(qi)對切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)碳鋼更有利(li)，促進了(le)碳鋼的(de)(de)(de)燃燒(shao)。高速水(shui)(shui)流(liu)除沖刷切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)熔化金(jin)(jin)屬(shu)外(wai)，對工(gong)件(jian)還(huan)有強(qiang)烈的(de)(de)(de)冷卻作(zuo)用(yong)(yong)，所(suo)(suo)以(yi)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)后工(gong)件(jian)熱(re)變(bian)形小。水(shui)(shui)壓(ya)縮等(deng)(deng)離(li)子(zi)弧切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)口(kou)，比一(yi)般(ban)等(deng)(deng)離(li)子(zi)弧切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)口(kou)傾斜角度小，割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)口(kou)窄(zhai)，割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)口(kou)質量(liang)好。這(zhe)種方(fang)法在水(shui)(shui)中切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)工(gong)件(jian)時，水(shui)(shui)的(de)(de)(de)噴(pen)濺非(fei)常嚴(yan)重，所(suo)(suo)以(yi)一(yi)般(ban)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)在水(shui)(shui)槽中進行，工(gong)件(jian)位于(yu)水(shui)(shui)面下(xia)200mm左右(you)。這(zhe)樣可以(yi)大(da)(da)大(da)(da)降低(di)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)噪聲、煙(yan)氣(qi)和煙(yan)塵(chen)，并能吸收切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)過程中所(suo)(suo)產生的(de)(de)(de)強(qiang)烈弧光、金(jin)(jin)屬(shu)粒子(zi)、灰塵(chen)、煙(yan)氣(qi)、紫(zi)外(wai)線等(deng)(deng)，大(da)(da)大(da)(da)改善操(cao)作(zuo)者的(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)條件(jian)。槍體(ti)(ti)下(xia)部可用(yong)(yong)陶(tao)瓷(ci)加(jia)工(gong)，減少(shao)了(le)產生雙弧的(de)(de)(de)可能性。

3. 空氣等離(li)子(zi)弧切割(ge)

  圖(tu)6-17所示為(wei)空(kong)(kong)(kong)氣等(deng)(deng)離子弧切(qie)割(ge)方法的原(yuan)理圖(tu)。由于空(kong)(kong)(kong)氣對高(gao)溫(wen)狀態(tai)的鎢會產生氧化反應，為(wei)此(ci)，空(kong)(kong)(kong)氣等(deng)(deng)離子弧切(qie)割(ge)采用(yong)了鋯、鉿或其他合(he)金作為(wei)電(dian)極(ji)。為(wei)了提高(gao)電(dian)極(ji)使用(yong)壽命，電(dian)極(ji)一般(ban)做成直(zhi)接水冷的鑲嵌式形式，小電(dian)流切(qie)割(ge)時(shi)，也(ye)可不用(yong)水冷。

  空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)等離(li)(li)子(zi)弧(hu)(hu)切(qie)(qie)割(ge)(ge)有兩種(zhong)類型。圖6-17(a)所(suo)(suo)示(shi)為單一(yi)式空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)等離(li)(li)子(zi)弧(hu)(hu)切(qie)(qie)割(ge)(ge)原理圖，它利用(yong)(yong)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)壓(ya)縮(suo)機(ji)提供的(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)縮(suo)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)作(zuo)(zuo)為工(gong)作(zuo)(zuo)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體和(he)排除熔化(hua)金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)流。這種(zhong)類型的(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)等離(li)(li)子(zi)弧(hu)(hu)切(qie)(qie)割(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)成本低，氣(qi)(qi)(qi)(qi)體來源方便(bian)。壓(ya)縮(suo)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)在(zai)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)中加(jia)(jia)熱(re)后(hou)分(fen)解和(he)電(dian)(dian)(dian)離(li)(li)，生(sheng)成的(de)(de)(de)(de)(de)氧與(yu)切(qie)(qie)割(ge)(ge)金(jin)屬(shu)產生(sheng)化(hua)學放(fang)熱(re)反應，加(jia)(jia)快(kuai)(kuai)了切(qie)(qie)割(ge)(ge)速度。充(chong)分(fen)電(dian)(dian)(dian)離(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)等離(li)(li)子(zi)體的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)焓值高(gao)，因而電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量大，與(yu)其他等離(li)(li)子(zi)弧(hu)(hu)切(qie)(qie)割(ge)(ge)方法相比(bi)，其切(qie)(qie)割(ge)(ge)速度更快(kuai)(kuai)，特別適合于切(qie)(qie)割(ge)(ge)厚度在(zai)30mm以(yi)下的(de)(de)(de)(de)(de)碳鋼，也(ye)可以(yi)切(qie)(qie)割(ge)(ge)銅、不(bu)銹鋼、鋁及其他材料(liao)。但是這種(zhong)切(qie)(qie)割(ge)(ge)方法的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)極受到強烈的(de)(de)(de)(de)(de)氧化(hua)腐蝕，所(suo)(suo)以(yi)一(yi)般采(cai)用(yong)(yong)鑲嵌式純鋯(gao)、純鉿(jia)電(dian)(dian)(dian)極，而不(bu)能(neng)采(cai)用(yong)(yong)鎢(wu)電(dian)(dian)(dian)極或(huo)氧化(hua)物(wu)鎢(wu)電(dian)(dian)(dian)極。即便(bian)是采(cai)用(yong)(yong)鋯(gao)、鉿(jia)電(dian)(dian)(dian)極，它的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)壽命一(yi)般也(ye)只在(zai)5~10h以(yi)內。

 另一種(zhong)為復合式空氣(qi)(qi)(qi)等離子弧切(qie)(qie)割(ge)，其切(qie)(qie)割(ge)原理如圖6-17(b)所示。內噴(pen)嘴通(tong)入常用的(de)惰性氣(qi)(qi)(qi)體(ti)，外噴(pen)嘴通(tong)入壓縮(suo)(suo)空氣(qi)(qi)(qi)。這(zhe)樣(yang)，一方(fang)面利用壓縮(suo)(suo)空氣(qi)(qi)(qi)在切(qie)(qie)割(ge)區的(de)化學放熱(re)反應提高(gao)切(qie)(qie)割(ge)速度；另一方(fang)面又避免了(le)空氣(qi)(qi)(qi)與電(dian)極(ji)的(de)直接接觸，因而可采用純鎢電(dian)極(ji)或氧化物(wu)鎢電(dian)極(ji)，簡(jian)化了(le)電(dian)極(ji)結構。