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)般等離(li)子弧(hu)(hu)切(qie)(qie)割(ge)如圖6-13所示。切(qie)(qie)割(ge)金(jin)(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)通(tong)常都采用(yong)轉移型電(dian)弧(hu)(hu)。一(yi)般的(de)等離(li)子弧(hu)(hu)不用(yong)保護(hu)氣(qi)(qi)體(ti),工作(zuo)氣(qi)(qi)體(ti)和切(qie)(qie)割(ge)氣(qi)(qi)體(ti)從同一(yi)噴嘴內噴出。引弧(hu)(hu)時(shi)(shi),噴出小氣(qi)(qi)流離(li)子氣(qi)(qi)體(ti)作(zuo)為電(dian)離(li)介質,切(qie)(qie)割(ge)時(shi)(shi),則同時(shi)(shi)噴出大(da)氣(qi)(qi)流氣(qi)(qi)體(ti)以排除熔化金(jin)(jin)屬(shu),工作(zuo)氣(qi)(qi)體(ti)通(tong)常選用(yong)氮氣(qi)(qi)。切(qie)(qie)割(ge)薄金(jin)(jin)屬(shu)板材(cai)時(shi)(shi),可采用(yong)微束等離(li)子弧(hu)(hu)來(lai)獲得更(geng)窄(zhai)的(de)割(ge)口。


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  水(shui)(shui)再(zai)壓(ya)縮等(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)弧(hu)切(qie)割(ge)(ge)(ge)時(shi),由割(ge)(ge)(ge)槍噴(pen)出的(de)(de)除工(gong)(gong)作氣體外(wai),還伴隨(sui)有高(gao)速(su)流動(dong)的(de)(de)水(shui)(shui)束(shu),共同迅速(su)地(di)將熔化金屬排開。其切(qie)割(ge)(ge)(ge)原理(li)如圖6-14所示。噴(pen)出噴(pen)嘴(zui)(zui)的(de)(de)高(gao)速(su)水(shui)(shui)流有兩種進(jin)水(shui)(shui)型式(shi)。一(yi)種為高(gao)壓(ya)水(shui)(shui)流徑(jing)向進(jin)入噴(pen)嘴(zui)(zui)孔道后(hou)再(zai)從割(ge)(ge)(ge)槍噴(pen)出;另(ling)一(yi)種為軸(zhou)向進(jin)入嘴(zui)(zui)外(wai)圍后(hou)以環形水(shui)(shui)流從割(ge)(ge)(ge)槍噴(pen)出。水(shui)(shui)再(zai)壓(ya)縮等(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)弧(hu)切(qie)割(ge)(ge)(ge)的(de)(de)水(shui)(shui)噴(pen)濺嚴(yan)重,一(yi)般在水(shui)(shui)槽(cao)中進(jin)行,工(gong)(gong)件位于水(shui)(shui)面下(xia)200mm左(zuo)右(you)(you)。切(qie)割(ge)(ge)(ge)時(shi),利用水(shui)(shui)的(de)(de)特性,可以使切(qie)割(ge)(ge)(ge)噪聲降低15dB左(zuo)右(you)(you),并能吸收切(qie)割(ge)(ge)(ge)過(guo)程中所形成(cheng)的(de)(de)強烈弧(hu)光、金屬粒子(zi)(zi)、灰塵、煙氣、紫外(wai)線等(deng)(deng),大(da)大(da)地(di)改善了操作工(gong)(gong)的(de)(de)工(gong)(gong)作條件。水(shui)(shui)還能冷卻工(gong)(gong)件,使割(ge)(ge)(ge)口(kou)平整和割(ge)(ge)(ge)后(hou)工(gong)(gong)件熱(re)變形減小,割(ge)(ge)(ge)口(kou)寬度(du)也比(bi)一(yi)般等(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)弧(hu)切(qie)割(ge)(ge)(ge)的(de)(de)割(ge)(ge)(ge)口(kou)窄。


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  空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子(zi)弧(hu)(hu)(hu)切(qie)割有兩種(zhong)型(xing)式。圖6-15(a)為(wei)單一空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)式等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子(zi)弧(hu)(hu)(hu)切(qie)割原(yuan)理圖,它利用(yong)(yong)(yong)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)壓(ya)縮(suo)機提供的(de)(de)壓(ya)縮(suo)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)作為(wei)工(gong)(gong)作氣(qi)(qi)(qi)體和(he)排除熔(rong)化金屬的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)流。這種(zhong)型(xing)式的(de)(de)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子(zi)弧(hu)(hu)(hu)切(qie)割的(de)(de)成本低,氣(qi)(qi)(qi)體來源方(fang)便。壓(ya)縮(suo)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)在(zai)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)中加熱后分解和(he)電(dian)(dian)離(li)(li)(li),生(sheng)成的(de)(de)氧(yang)與切(qie)割金屬產(chan)生(sheng)化學(xue)放熱反應(ying),加快(kuai)了切(qie)割速(su)度(du)。充分電(dian)(dian)離(li)(li)(li)的(de)(de)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子(zi)體的(de)(de)熱焓值(zhi)高(gao),因而電(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)的(de)(de)能(neng)量大,與其(qi)他(ta)等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子(zi)弧(hu)(hu)(hu)切(qie)割方(fang)法(fa)相比(bi),其(qi)切(qie)割速(su)度(du)快(kuai),特別適合于切(qie)割厚度(du)在(zai)30mm以下的(de)(de)碳鋼,也可以切(qie)割銅、不(bu)銹鋼、鋁及其(qi)他(ta)材(cai)料。但是這種(zhong)切(qie)割方(fang)法(fa)的(de)(de)電(dian)(dian)極(ji)受到強烈的(de)(de)氧(yang)化腐蝕(shi),所(suo)以一般(ban)采(cai)用(yong)(yong)(yong)鑲嵌式純鋯、純鉿(jia)電(dian)(dian)極(ji)而不(bu)能(neng)采(cai)用(yong)(yong)(yong)鎢(wu)電(dian)(dian)極(ji)或氧(yang)化物鎢(wu)電(dian)(dian)極(ji)。即使采(cai)用(yong)(yong)(yong)鋯、鉿(jia)電(dian)(dian)極(ji),它的(de)(de)工(gong)(gong)作壽命一般(ban)也只(zhi)在(zai)5~10h以內(nei)。另(ling)一種(zhong)為(wei)復合式空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子(zi)弧(hu)(hu)(hu)切(qie)割,其(qi)切(qie)割原(yuan)理如圖6-15(b)所(suo)示。內(nei)噴嘴內(nei)通入常用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)工(gong)(gong)作氣(qi)(qi)(qi)體,外噴嘴內(nei)通人(ren)壓(ya)縮(suo)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)。


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  這(zhe)樣,一方(fang)面利用(yong)壓縮空氣在切(qie)(qie)割區的化(hua)(hua)學放(fang)熱(re)反(fan)應提高切(qie)(qie)割速度;另一方(fang)面又避免了空氣與電(dian)(dian)極(ji)的直接接觸,因而可采用(yong)純(chun)鎢電(dian)(dian)極(ji)或氧化(hua)(hua)物鎢電(dian)(dian)極(ji),簡化(hua)(hua)了電(dian)(dian)極(ji)結構。