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等离子弧切割的原理及特点

【摘要】:等离子弧切割是一种典型的热切割方法,它的工作原理如图1-7-13所示,既可以采用氧化切割方式,也可以采用熔化切割模式,或者两种模式共存。等离子弧切割方法的主要特点有以下方面:①应用面广,适用于切割多种材料,特别适用于不锈钢、有色金属和难熔金属的切割。②等离子弧的热量集中,被切割材料的热输入低,切割件的热变形小。⑥切口质量好,使用精细等离子弧或水射流等离子弧切割可以获得很高的切割质量。

等离子弧切割是一种典型的热切割方法,它的工作原理如图1-7-13所示,既可以采用氧化切割方式,也可以采用熔化切割模式,或者两种模式共存。但由于等离子弧柱的温度远远超过所有金属以及非金属的熔点,因此等离子弧切割过程主要靠熔化来切割,因而比气割方法的适用范围更广,可用于切割那些用气割无法切割的材料,如不锈钢有色金属等;相对于激光切割,等离子弧切割设备和工作成本也比较低,并且也能够达到很高的切割质量和精度。目前,等离子弧切割方法已经从最初只用于切割难熔金属、高合金钢或有色金属,发展成为具有广泛意义的先进的金属切割方法。

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图1-7-13 等离子弧切割原理

l1—弧切割区的长度 l2—活性斑点切割区的长度 l3—等离子火焰切割区的长度

1—弧柱作用区 2—活性斑点作用区 3—等离子火焰作用区

使用非转移等离子弧可以切割非金属材料,也可以高速切割很薄的金属板;而使用转移型等离子弧时,被切割的材料必须是导电的金属或合金。等离子弧切割方法的主要特点有以下方面:

①应用面广,适用于切割多种材料,特别适用于不锈钢、有色金属和难熔金属的切割。

②等离子弧的热量集中,被切割材料的热输入低,切割件的热变形小。

③切割速度快,生产率高,如切割10mm厚的铝板,切割速度可达300m/h;切割同样厚度的碳钢时,其切割速度是气割的5~7倍。

④不需要对切割起始点进行预热,可以节约切割时间。

⑤可切割的材料厚度范围大,可在0.1~250mm之间,主要与切割设备的能力和切断方式有关。

⑥切口质量好,使用精细等离子弧或水射流等离子弧切割可以获得很高的切割质量。

等离子弧切口表面存在0.25~3.80mm厚的熔化层,但切口表面化学成分未变。如切割镁的质量分数为5%的铝合金时,虽有0.25mm的熔化层,但成分未变,也未出现氧化物,用切割表面直接进行焊接也可得到致密的焊缝。切割不锈钢时,由于受热影响区很快通过349℃的临界温度,使碳化铬不会沿晶界析出,因此不会影响不锈钢的耐蚀性。