等離子切割技術(shù)原理

(飛馬特-上海 摘自網(wǎng)絡(luò))

  利用等離子弧的熱能對金屬或非金屬進(jìn)行切割﹑焊接和噴涂等的特種加工方法。 1955年﹐美國首先研究成功等離子弧切割。產(chǎn)生等離子弧的原理是﹕讓連續(xù)通氣放電的電弧通過一個(gè)噴嘴孔﹐使其在孔道中產(chǎn)生機(jī)械壓縮效應(yīng)﹔同時(shí)﹐由于弧柱中心比其外圍溫度高﹑電離度高﹑導(dǎo)電性能好﹐電流自然趨向弧柱中心﹐產(chǎn)生熱收縮效應(yīng)﹐同時(shí)加上弧柱本身磁場的磁收縮效應(yīng)。這3種效應(yīng)對弧柱進(jìn)行強(qiáng)烈壓縮﹐在與弧柱內(nèi)部膨脹壓力保持平衡的條件下﹐使弧柱中心氣體達(dá)到高度的電離﹐而構(gòu)成

電子﹑離子以及部分原子和分子的混合物﹐即等離子弧。 等離子弧按導(dǎo)電方式可分為非轉(zhuǎn)移型﹑轉(zhuǎn)移型和混合型 3種(見圖 等離子弧的類型)。它們的區(qū)別主要是﹕非轉(zhuǎn)移型的電源正極接噴嘴﹐而轉(zhuǎn)移型電源正極接工件(一般先按非轉(zhuǎn)移型接線產(chǎn)生等離子弧后再過渡到轉(zhuǎn)移型)﹐混合型的電源正極同時(shí)接噴嘴和工件。這3種方式一般都使用具有直流陡降外特性的電源。空載電壓高低與使用的氣體有關(guān)﹐若使用氬時(shí)﹐空載電壓為65～100伏﹐而使用氮或氫時(shí)為250～400伏。 轉(zhuǎn)移型等離子弧溫度高(10000～52000℃)﹐有效熱利用率高﹐主要用于切割﹑焊接(見等離子弧焊)和熔煉金屬。切割的金屬有銅﹑鋁及其合金﹑不銹鋼﹑各種合金鋼﹑低碳鋼﹑鑄鐵﹑鉬和鎢等。常用的切割氣體為氮或氫氬﹑氫氮﹑氮?dú)寤旌蠚怏w。常用的電極為鈰鎢或釷鎢電極﹐采用壓縮空氣切割時(shí)使用的電極為金屬鋯或鉿。使用的噴嘴材料一般為紫銅或鋯銅。切割不銹鋼﹑鋁及其合金的厚度一般為 3～100毫米﹐最大厚度可達(dá)250毫米。70年代后﹐又發(fā)展了雙層氣體等離子弧切割﹑筆式微束等離子弧切割和水壓縮等離子弧切割等﹐這些方法能減小工件的切縫寬度﹐提高切割質(zhì)量。非轉(zhuǎn)移型等離子弧溫度最高可達(dá)18000℃﹐主要用于工件表面噴涂耐高溫﹑耐磨損﹑耐腐蝕的高熔點(diǎn)金屬或非金屬涂層﹐也可以切割薄板金屬材料﹐還可以作為金屬表面熱處理的熱源。混合型等離子弧主要用于微束等離子弧焊接和粉末堆焊。