等離子弧切割是利用高溫等離子弧的熱量在工件切口處局部熔化(蒸發)金屬,并利用高速等離子體的動量將熔融金屬去除形成切口的加工方法。
工業應用
用不同的工作氣體等離子切割可以切割各種難以用氧氣切割的金屬,尤其是有色金屬(不銹鋼、鋁、銅、鈦、鎳)。切割效果較好,主要優點是金屬厚度不大。此時等離子切割速度快,特別是切割普通碳素鋼板時,切割速度可達氧氣切割法的5-6倍,切割表面光滑,熱變形小,熱影響區小。
等離子切割機廣泛應用于汽車、機車、壓力容器、化工機械、核工業、通用機械、工程機械、鋼結構、船舶等行業。
切割設備
等離子切割系統主要由送風裝置、供水裝置、電源和切割槍組成。水冷槍還需要冷卻循環水裝置。
(1) 供氣裝置空氣等離子弧切割供氣裝置的主要設備為大于1.5kw的空壓機,切割所需氣壓為0.3-0。6兆帕。如果使用其他氣體,可在減壓后使用瓶裝氣體切割。
(2) 等離子切割電源采用直流陡降或恒流電源。為了獲得滿意的引弧和穩弧效果,電源的空載電壓一般為電弧電壓的兩倍。常用切割電源的空載電壓為350-400V。
(3) 割炬割炬的具體形式取決于割炬的當前級別。60A以下的割炬一般采用風冷結構,60A以上的割炬采用水冷結構。切割槍中的電極可以是純鎢、釷鎢、鐘形鎢棒或鑲嵌電極。電極材料優選為鑄造鎢。
等離子切割具有切割厚度大、切割靈活、工件夾持簡單、能切割曲線等優點??蓮V泛應用于各種金屬材料和非金廢料的切割。
切割方法
除了一般形式的等離子切割方法外,還有水壓縮等離子切割等衍生形式。常用的方法是普通等離子切割和空氣等離子切割。
一般切割
一般等離子切割時,不使用保護氣體。工作氣體和切割氣體從同一噴嘴噴出。起弧時,噴射小流量離子氣體作為電離介質;切割時,同時噴射大流量氣體,以除去熔融金屬。
氣割
空氣等離子切割一般采用壓縮空氣作為離子氣。該方法切割成本低,氣源方便。壓縮空氣在電弧中被加熱、分解和電離,產生的氧氣切割金屬產生化學放熱反應,加快切割速度。全電離空氣等離子體焓值高,電弧能量大,切割速度快。
切割規范
各種等離子弧切割工藝參數直接影響到切割過程的穩定性、切割質量和切割效果。主要切割規格簡述如下:
空載電壓和弧柱電壓
等離子切割電源必須有足夠高的空載電壓,以便于引弧,使等離子弧穩定燃燒??蛰d電壓一般為120-600V,弧柱電壓一般為空載電壓的一半。提高弧柱電壓可以顯著提高等離子弧的功率,從而提高切割速度,切割更大厚度的金屬板。電弧柱電壓通常是通過調節氣體流量和增加電極內部收縮來實現的,但弧柱電壓不能超過空載電壓的65%,否則等離子弧將不穩定。
切割電流
增大切割電流也能提高等離子弧的功率,但受允許電流的限制,否則等離子弧柱會變厚,狹縫寬度增大,電極壽命降低。
氣體流量
增大氣體流量不僅可以提高弧柱電壓,而且可以增強對弧柱的壓縮作用,使等離子弧能量更集中,射流力更強,從而提高切割速度和質量。但是,如果氣體流量過大,則會縮短電弧柱,增加熱損失,削弱電弧強度