等離子弧切割是現在不銹鋼加工過程中最常用的一種切割方法。它利用高速、高溫和高能的等離子氣流來加熱和熔化被切割的材料,并借助內部的或者外部的高速氣流或水流將熔化材料排開直至等離子氣流穿透背面而形成割口。等離子弧切割方法又分為一般等離子弧切割、水再壓縮等離子弧切割、空氣等離子弧切割。
一般(ban)(ban)等離(li)(li)(li)子(zi)弧(hu)切割如圖(tu)6-13所示。切割金(jin)(jin)屬材(cai)料通常都(dou)采用(yong)轉移型電弧(hu)。一般(ban)(ban)的等離(li)(li)(li)子(zi)弧(hu)不(bu)用(yong)保護(hu)氣(qi)體(ti),工(gong)作氣(qi)體(ti)和切割氣(qi)體(ti)從同一噴嘴(zui)內噴出。引弧(hu)時(shi),噴出小氣(qi)流離(li)(li)(li)子(zi)氣(qi)體(ti)作為電離(li)(li)(li)介(jie)質,切割時(shi),則同時(shi)噴出大氣(qi)流氣(qi)體(ti)以排除熔化金(jin)(jin)屬,工(gong)作氣(qi)體(ti)通常選用(yong)氮氣(qi)。切割薄(bo)金(jin)(jin)屬板材(cai)時(shi),可(ke)采用(yong)微(wei)束等離(li)(li)(li)子(zi)弧(hu)來獲得(de)更窄的割口。

水(shui)(shui)(shui)再(zai)壓(ya)縮等(deng)離(li)子弧(hu)切(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)時,由割(ge)(ge)(ge)(ge)槍(qiang)(qiang)噴(pen)(pen)出(chu)的(de)(de)(de)除工(gong)(gong)作(zuo)氣體外(wai),還伴隨有(you)(you)高速(su)(su)流(liu)動的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)束,共同迅速(su)(su)地將(jiang)熔化金(jin)屬(shu)排(pai)開。其切(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)原理(li)如圖6-14所(suo)示(shi)。噴(pen)(pen)出(chu)噴(pen)(pen)嘴(zui)的(de)(de)(de)高速(su)(su)水(shui)(shui)(shui)流(liu)有(you)(you)兩種(zhong)進(jin)(jin)(jin)水(shui)(shui)(shui)型式。一種(zhong)為高壓(ya)水(shui)(shui)(shui)流(liu)徑向進(jin)(jin)(jin)入(ru)噴(pen)(pen)嘴(zui)孔道后再(zai)從割(ge)(ge)(ge)(ge)槍(qiang)(qiang)噴(pen)(pen)出(chu);另一種(zhong)為軸向進(jin)(jin)(jin)入(ru)嘴(zui)外(wai)圍(wei)后以環(huan)形水(shui)(shui)(shui)流(liu)從割(ge)(ge)(ge)(ge)槍(qiang)(qiang)噴(pen)(pen)出(chu)。水(shui)(shui)(shui)再(zai)壓(ya)縮等(deng)離(li)子弧(hu)切(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)噴(pen)(pen)濺嚴重,一般在水(shui)(shui)(shui)槽中(zhong)進(jin)(jin)(jin)行,工(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)位(wei)于水(shui)(shui)(shui)面下200mm左右。切(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)時,利用水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)特性,可以使切(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)噪聲降低15dB左右,并能吸收切(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)過程(cheng)中(zhong)所(suo)形成的(de)(de)(de)強烈弧(hu)光、金(jin)屬(shu)粒子、灰(hui)塵、煙(yan)氣、紫外(wai)線等(deng),大(da)大(da)地改善了(le)操(cao)作(zuo)工(gong)(gong)的(de)(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)條件(jian)(jian)(jian)。水(shui)(shui)(shui)還能冷卻(que)工(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian),使割(ge)(ge)(ge)(ge)口(kou)平整和割(ge)(ge)(ge)(ge)后工(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)熱變形減(jian)小,割(ge)(ge)(ge)(ge)口(kou)寬度也比一般等(deng)離(li)子弧(hu)切(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)割(ge)(ge)(ge)(ge)口(kou)窄(zhai)。

空(kong)氣(qi)等(deng)(deng)離(li)(li)子弧切(qie)割(ge)(ge)(ge)有兩種型式。圖6-15(a)為單一空(kong)氣(qi)式等(deng)(deng)離(li)(li)子弧切(qie)割(ge)(ge)(ge)原理(li)圖,它利用(yong)空(kong)氣(qi)壓縮機(ji)提供(gong)的壓縮空(kong)氣(qi)作(zuo)(zuo)為工作(zuo)(zuo)氣(qi)體(ti)和排除(chu)熔化金屬的氣(qi)流(liu)。這種型式的空(kong)氣(qi)等(deng)(deng)離(li)(li)子弧切(qie)割(ge)(ge)(ge)的成本低,氣(qi)體(ti)來源方(fang)(fang)便。壓縮空(kong)氣(qi)在電(dian)(dian)弧中加(jia)熱后分解(jie)和電(dian)(dian)離(li)(li),生(sheng)成的氧(yang)(yang)與切(qie)割(ge)(ge)(ge)金屬產生(sheng)化學(xue)放熱反(fan)應,加(jia)快了切(qie)割(ge)(ge)(ge)速度(du)(du)。充分電(dian)(dian)離(li)(li)的空(kong)氣(qi)等(deng)(deng)離(li)(li)子體(ti)的熱焓值高(gao),因而電(dian)(dian)弧的能(neng)量大,與其(qi)他等(deng)(deng)離(li)(li)子弧切(qie)割(ge)(ge)(ge)方(fang)(fang)法(fa)相比,其(qi)切(qie)割(ge)(ge)(ge)速度(du)(du)快,特別適合于切(qie)割(ge)(ge)(ge)厚度(du)(du)在30mm以下的碳鋼,也可(ke)以切(qie)割(ge)(ge)(ge)銅、不銹鋼、鋁及(ji)其(qi)他材(cai)料。但(dan)是這種切(qie)割(ge)(ge)(ge)方(fang)(fang)法(fa)的電(dian)(dian)極受到強烈的氧(yang)(yang)化腐蝕,所以一般采用(yong)鑲嵌式純(chun)鋯、純(chun)鉿電(dian)(dian)極而不能(neng)采用(yong)鎢電(dian)(dian)極或氧(yang)(yang)化物(wu)鎢電(dian)(dian)極。即使采用(yong)鋯、鉿電(dian)(dian)極,它的工作(zuo)(zuo)壽命(ming)一般也只(zhi)在5~10h以內。另一種為復(fu)合式空(kong)氣(qi)等(deng)(deng)離(li)(li)子弧切(qie)割(ge)(ge)(ge),其(qi)切(qie)割(ge)(ge)(ge)原理(li)如圖6-15(b)所示(shi)。內噴嘴內通(tong)入常用(yong)的工作(zuo)(zuo)氣(qi)體(ti),外噴嘴內通(tong)人壓縮空(kong)氣(qi)。

這樣,一(yi)方面利(li)用(yong)壓縮空氣(qi)(qi)在(zai)切割區的(de)化學放熱反應提(ti)高切割速度;另一(yi)方面又(you)避(bi)免了(le)空氣(qi)(qi)與電極的(de)直接接觸(chu),因而可(ke)采用(yong)純鎢(wu)(wu)電極或氧化物鎢(wu)(wu)電極,簡化了(le)電極結構。

