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(yi)般(ban)(ban)等(deng)(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)弧(hu)切割如圖6-13所示。切割金(jin)屬(shu)材料通(tong)常(chang)都(dou)采(cai)用(yong)轉移型(xing)電(dian)(dian)弧(hu)。一(yi)般(ban)(ban)的等(deng)(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)弧(hu)不用(yong)保護氣體,工作(zuo)氣體和切割氣體從同(tong)一(yi)噴嘴(zui)內噴出(chu)。引弧(hu)時(shi),噴出(chu)小氣流離(li)子(zi)(zi)氣體作(zuo)為電(dian)(dian)離(li)介質,切割時(shi),則同(tong)時(shi)噴出(chu)大氣流氣體以排(pai)除熔(rong)化金(jin)屬(shu),工作(zuo)氣體通(tong)常(chang)選用(yong)氮氣。切割薄金(jin)屬(shu)板材時(shi),可采(cai)用(yong)微束等(deng)(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)弧(hu)來獲得更窄的割口(kou)。


圖 13.jpg


  水(shui)(shui)再壓縮等離(li)子(zi)弧(hu)切割(ge)(ge)時(shi),由割(ge)(ge)槍噴(pen)出(chu)的(de)(de)(de)除(chu)工(gong)作(zuo)氣體(ti)外,還(huan)伴隨有高(gao)(gao)速流(liu)動的(de)(de)(de)水(shui)(shui)束,共同迅速地將(jiang)熔化金屬(shu)排開。其切割(ge)(ge)原理(li)如(ru)圖6-14所示(shi)。噴(pen)出(chu)噴(pen)嘴的(de)(de)(de)高(gao)(gao)速水(shui)(shui)流(liu)有兩種(zhong)進(jin)(jin)水(shui)(shui)型式。一(yi)種(zhong)為高(gao)(gao)壓水(shui)(shui)流(liu)徑向進(jin)(jin)入噴(pen)嘴孔道后再從(cong)割(ge)(ge)槍噴(pen)出(chu);另一(yi)種(zhong)為軸向進(jin)(jin)入嘴外圍后以環形(xing)水(shui)(shui)流(liu)從(cong)割(ge)(ge)槍噴(pen)出(chu)。水(shui)(shui)再壓縮等離(li)子(zi)弧(hu)切割(ge)(ge)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)噴(pen)濺嚴(yan)重(zhong),一(yi)般(ban)(ban)在水(shui)(shui)槽中(zhong)(zhong)進(jin)(jin)行,工(gong)件(jian)(jian)位于水(shui)(shui)面下200mm左(zuo)(zuo)右。切割(ge)(ge)時(shi),利用水(shui)(shui)的(de)(de)(de)特性(xing),可以使切割(ge)(ge)噪(zao)聲(sheng)降低15dB左(zuo)(zuo)右,并(bing)能吸(xi)收切割(ge)(ge)過程中(zhong)(zhong)所形(xing)成的(de)(de)(de)強烈(lie)弧(hu)光、金屬(shu)粒子(zi)、灰塵(chen)、煙氣、紫外線等,大大地改善了操作(zuo)工(gong)的(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)條件(jian)(jian)。水(shui)(shui)還(huan)能冷(leng)卻工(gong)件(jian)(jian),使割(ge)(ge)口平(ping)整和割(ge)(ge)后工(gong)件(jian)(jian)熱變(bian)形(xing)減小,割(ge)(ge)口寬度也比一(yi)般(ban)(ban)等離(li)子(zi)弧(hu)切割(ge)(ge)的(de)(de)(de)割(ge)(ge)口窄。


圖 14.jpg


  空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)等(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)弧(hu)(hu)切(qie)(qie)割(ge)有兩種(zhong)(zhong)型式(shi)(shi)。圖6-15(a)為單一(yi)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)式(shi)(shi)等(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)弧(hu)(hu)切(qie)(qie)割(ge)原理圖,它利用空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)壓縮機提供的(de)(de)壓縮空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)作(zuo)(zuo)為工(gong)作(zuo)(zuo)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)和(he)排除(chu)熔化金屬(shu)的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)流。這種(zhong)(zhong)型式(shi)(shi)的(de)(de)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)等(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)弧(hu)(hu)切(qie)(qie)割(ge)的(de)(de)成本低,氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)來源方(fang)便。壓縮空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)在電(dian)弧(hu)(hu)中(zhong)加熱后分(fen)解和(he)電(dian)離(li),生(sheng)成的(de)(de)氧與(yu)切(qie)(qie)割(ge)金屬(shu)產生(sheng)化學放熱反應,加快了切(qie)(qie)割(ge)速(su)度。充分(fen)電(dian)離(li)的(de)(de)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)等(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)體(ti)(ti)的(de)(de)熱焓值(zhi)高(gao),因而電(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)能量大,與(yu)其他(ta)等(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)弧(hu)(hu)切(qie)(qie)割(ge)方(fang)法相比,其切(qie)(qie)割(ge)速(su)度快,特別適合于(yu)切(qie)(qie)割(ge)厚度在30mm以(yi)下的(de)(de)碳鋼,也可以(yi)切(qie)(qie)割(ge)銅(tong)、不銹鋼、鋁及其他(ta)材(cai)料。但是這種(zhong)(zhong)切(qie)(qie)割(ge)方(fang)法的(de)(de)電(dian)極受到(dao)強烈(lie)的(de)(de)氧化腐蝕(shi),所以(yi)一(yi)般采(cai)用鑲嵌式(shi)(shi)純鋯、純鉿(jia)電(dian)極而不能采(cai)用鎢電(dian)極或氧化物鎢電(dian)極。即使采(cai)用鋯、鉿(jia)電(dian)極,它的(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)壽命(ming)一(yi)般也只(zhi)在5~10h以(yi)內(nei)。另一(yi)種(zhong)(zhong)為復合式(shi)(shi)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)等(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)弧(hu)(hu)切(qie)(qie)割(ge),其切(qie)(qie)割(ge)原理如圖6-15(b)所示。內(nei)噴(pen)嘴(zui)內(nei)通入常用的(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti),外噴(pen)嘴(zui)內(nei)通人壓縮空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)。


圖 15.jpg


  這樣,一方面利用壓縮空(kong)氣在切割區的化(hua)(hua)學(xue)放熱反應提高切割速度;另一方面又(you)避免了空(kong)氣與電(dian)(dian)極(ji)的直接接觸,因而可采用純鎢電(dian)(dian)極(ji)或氧化(hua)(hua)物(wu)鎢電(dian)(dian)極(ji),簡化(hua)(hua)了電(dian)(dian)極(ji)結構。