等离子弧切割方法

出处：按学科分类—工业技术 河北科学技术出版社《实用焊接技术手册》第364页（964字）

等离子弧切割分为双气流等离子弧切割、水压缩等离子弧切割和空气等离子弧切割三种。

图1－11－9为双气流等离子弧切割方法的原理。在等离子弧周围通有第二路气，中间的离子气通常为氮气。外围的第二路气根据切割工件材料选用，可以是CO₂、空气、氩气或氢气。第二路气可以使等离子弧进一步压缩，提高能量密度。切割碳钢时，第二路气可选用压缩空气以提高切割速度。

图1－11－9 双气流等离子弧切割原理

图1－11－10为水压缩等离子弧切割方法的原理。高压水从枪体径向通入，由喷嘴孔道喷出，与等离子弧直接接触。一方面强烈压缩等离子弧，使其能量密度提高；另一方面由于等离子弧的高温而分解成氢和氧，构成切割气体的一部分。分解成的氧气对切割碳钢更有利，加强了碳钢的燃烧。高速水流冲刷切割处，对工件有强烈冷却作用。割口倾斜角度小，割口质量好。这种方法应用于水中切割工件，可以大大降低切割噪声、烟尘和烟气。枪体下部可用陶瓷加工，减少双弧危险。

图1－11－10 水压缩等离子弧切割原理

图1－11－11为空气等离子弧切割的原理。本方法将压缩空气直接通入喷嘴，经电弧加热分解出氧，未分解的空气以高速冲刷割口。分解出的氧与切割金属产生化学放热反应，加快了切割速度。充分电离了的空气等离子体的热焓值高，因而电弧的能量大，其切割速度大，特别适宜于切割厚30mm以下的碳钢，也可以切割铜、不锈钢、铝及其他材料。但是这种切割方法的电极受到强烈的氧化腐蚀，一般采用镶嵌式纯锆或纯铪电极，不能采用纯钨电极或氧化物钨电极。即使采用锆、铪电极，它的工作寿命一般也只有5～10h。

图1－11－11 空气等离子弧切割的原理

表1－11－26为按工作气体对等离子弧进行的分类及其用途。

表1－11－26 等离子弧切割的种类及其用途^［1］