等離子弧切割是現在不銹鋼加工中最常用的一種切割方法。等離子弧切割系利用高能量密度等離子弧和高速的等離子流，將熔化金屬從割口中吹走，形成連續割口。等離子弧切割速度快，沒有氧乙炔切割時對工件產生的燃燒，因此工件獲得的熱量相對較小，工件變形也小，適合于切割各種金屬材料。但由于等離子流速高，噪聲、煙氣和煙塵嚴重，工作衛生條件較差。

 等(deng)離子弧切割(ge)方法又分為一般(ban)等(deng)離子弧切割(ge)、水壓縮等(deng)離子弧切割(ge)、空氣等(deng)離子弧切割(ge)。

1. 一般(ban)等(deng)離子弧切割

  一般(ban)等(deng)離子(zi)弧切割(ge)（見圖6-15)金(jin)屬材(cai)料時，通常都采用轉(zhuan)移型(xing)電弧。一般(ban)的(de)等(deng)離子(zi)弧不(bu)用保護氣(qi)(qi)體，工作氣(qi)(qi)體和切割(ge)氣(qi)(qi)體從同一噴嘴(zui)內噴出(chu)。引弧時，噴出(chu)小(xiao)氣(qi)(qi)流(liu)離子(zi)氣(qi)(qi)體作為電離介質。切割(ge)時，則同時噴出(chu)大氣(qi)(qi)流(liu)氣(qi)(qi)體以(yi)排除熔化金(jin)屬，工作氣(qi)(qi)體通常選用氮(dan)氣(qi)(qi)。

  圖(tu)(tu)6-15是(shi)雙氣(qi)流等離子弧(hu)切(qie)割(ge)方法的原理圖(tu)(tu)。在等離子弧(hu)周圍通有第(di)二(er)(er)路(lu)氣(qi)。中間的離子氣(qi)通常為氮氣(qi)。外圈的第(di)二(er)(er)路(lu)氣(qi)根據(ju)切(qie)割(ge)工(gong)件材料選(xuan)用，可(ke)以(yi)是(shi)二(er)(er)氧化碳(tan)(tan)、空氣(qi)、氬氣(qi)或氫氣(qi)。第(di)二(er)(er)路(lu)氣(qi)可(ke)以(yi)使等離子弧(hu)進(jin)一步壓縮(suo)，提(ti)(ti)高(gao)能量密度(du)。切(qie)割(ge)碳(tan)(tan)鋼時，第(di)二(er)(er)路(lu)氣(qi)可(ke)選(xuan)用壓縮(suo)空氣(qi)以(yi)提(ti)(ti)高(gao)切(qie)割(ge)速度(du)。

  切割(ge)(ge)薄金屬板材(cai)時，可采用微束等離子(zi)弧以獲(huo)得更窄的割(ge)(ge)口。

2. 水壓縮(suo)等離子弧切割

  圖6-16是水(shui)(shui)壓(ya)縮(suo)等(deng)(deng)(deng)離子(zi)弧(hu)(hu)(hu)(hu)切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)方(fang)法(fa)的(de)(de)(de)(de)原理(li)圖。高壓(ya)水(shui)(shui)從槍體(ti)徑(jing)向通(tong)入，由(you)噴嘴孔道噴出，與等(deng)(deng)(deng)離子(zi)弧(hu)(hu)(hu)(hu)直(zhi)接接觸。一(yi)(yi)方(fang)面(mian)強(qiang)烈壓(ya)縮(suo)等(deng)(deng)(deng)離子(zi)弧(hu)(hu)(hu)(hu)，使其能量密度(du)提高；另一(yi)(yi)方(fang)面(mian)由(you)于(yu)等(deng)(deng)(deng)離子(zi)弧(hu)(hu)(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)高溫而(er)使水(shui)(shui)分(fen)解成(cheng)氫和氧，成(cheng)為切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)氣(qi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)部分(fen)。分(fen)解成(cheng)的(de)(de)(de)(de)氧氣(qi)對切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)碳(tan)(tan)鋼(gang)更有利，促進了碳(tan)(tan)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)燃燒(shao)。高速水(shui)(shui)流除沖(chong)刷切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)熔(rong)化(hua)金(jin)屬外，對工(gong)(gong)件(jian)(jian)還有強(qiang)烈的(de)(de)(de)(de)冷卻作用，所以割(ge)后(hou)工(gong)(gong)件(jian)(jian)熱變形小。水(shui)(shui)壓(ya)縮(suo)等(deng)(deng)(deng)離子(zi)弧(hu)(hu)(hu)(hu)切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)的(de)(de)(de)(de)割(ge)口，比一(yi)(yi)般(ban)等(deng)(deng)(deng)離子(zi)弧(hu)(hu)(hu)(hu)切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)的(de)(de)(de)(de)割(ge)口傾斜角度(du)小，割(ge)口窄，割(ge)口質量好(hao)。這種(zhong)方(fang)法(fa)在水(shui)(shui)中切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)工(gong)(gong)件(jian)(jian)時，水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)噴濺非常嚴重，所以一(yi)(yi)般(ban)切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)在水(shui)(shui)槽中進行，工(gong)(gong)件(jian)(jian)位(wei)于(yu)水(shui)(shui)面(mian)下200mm左(zuo)右(you)。這樣可(ke)以大(da)大(da)降低(di)切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)噪(zao)聲、煙氣(qi)和煙塵，并能吸收切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)過(guo)程中所產(chan)生的(de)(de)(de)(de)強(qiang)烈弧(hu)(hu)(hu)(hu)光、金(jin)屬粒子(zi)、灰塵、煙氣(qi)、紫(zi)外線等(deng)(deng)(deng)，大(da)大(da)改善操作者的(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)作條(tiao)件(jian)(jian)。槍體(ti)下部可(ke)用陶瓷加工(gong)(gong)，減少了產(chan)生雙弧(hu)(hu)(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)可(ke)能性。

3. 空氣等(deng)離子弧(hu)切割

  圖6-17所示為空氣(qi)(qi)等離子(zi)弧切(qie)割(ge)(ge)方法的(de)原理圖。由于空氣(qi)(qi)對(dui)高溫狀(zhuang)態的(de)鎢會產生氧化反應(ying)，為此(ci)，空氣(qi)(qi)等離子(zi)弧切(qie)割(ge)(ge)采用了鋯、鉿(jia)或其(qi)他合(he)金作為電(dian)極(ji)。為了提高電(dian)極(ji)使用壽命，電(dian)極(ji)一般做成直接水冷(leng)的(de)鑲(xiang)嵌式(shi)形式(shi)，小(xiao)電(dian)流切(qie)割(ge)(ge)時，也可不用水冷(leng)。

  空氣(qi)(qi)(qi)(qi)等(deng)(deng)(deng)離(li)子弧切(qie)割(ge)有兩種類(lei)型。圖6-17(a)所示為(wei)單一(yi)(yi)式(shi)空氣(qi)(qi)(qi)(qi)等(deng)(deng)(deng)離(li)子弧切(qie)割(ge)原理圖，它利用(yong)空氣(qi)(qi)(qi)(qi)壓(ya)縮(suo)機提供的(de)壓(ya)縮(suo)空氣(qi)(qi)(qi)(qi)作為(wei)工作氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)和(he)排除(chu)熔化金(jin)屬(shu)(shu)的(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)流(liu)。這種類(lei)型的(de)空氣(qi)(qi)(qi)(qi)等(deng)(deng)(deng)離(li)子弧切(qie)割(ge)的(de)成本低，氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)來源方(fang)便(bian)。壓(ya)縮(suo)空氣(qi)(qi)(qi)(qi)在(zai)(zai)電(dian)(dian)弧中加熱(re)后分(fen)解(jie)和(he)電(dian)(dian)離(li)，生(sheng)成的(de)氧(yang)與切(qie)割(ge)金(jin)屬(shu)(shu)產生(sheng)化學放熱(re)反應，加快了切(qie)割(ge)速(su)度。充分(fen)電(dian)(dian)離(li)的(de)空氣(qi)(qi)(qi)(qi)等(deng)(deng)(deng)離(li)子體(ti)的(de)熱(re)焓值(zhi)高，因而電(dian)(dian)弧的(de)能量大(da)，與其他等(deng)(deng)(deng)離(li)子弧切(qie)割(ge)方(fang)法(fa)相比，其切(qie)割(ge)速(su)度更快，特別適合(he)于切(qie)割(ge)厚度在(zai)(zai)30mm以(yi)(yi)下的(de)碳鋼，也可以(yi)(yi)切(qie)割(ge)銅、不(bu)銹鋼、鋁及其他材料(liao)。但(dan)是(shi)這種切(qie)割(ge)方(fang)法(fa)的(de)電(dian)(dian)極受到強(qiang)烈的(de)氧(yang)化腐(fu)蝕(shi)，所以(yi)(yi)一(yi)(yi)般(ban)(ban)采(cai)(cai)用(yong)鑲嵌式(shi)純鋯、純鉿電(dian)(dian)極，而不(bu)能采(cai)(cai)用(yong)鎢電(dian)(dian)極或氧(yang)化物鎢電(dian)(dian)極。即便(bian)是(shi)采(cai)(cai)用(yong)鋯、鉿電(dian)(dian)極，它的(de)工作壽命(ming)一(yi)(yi)般(ban)(ban)也只在(zai)(zai)5~10h以(yi)(yi)內。

 另一種為復合式空(kong)氣等離子弧切割(ge)，其(qi)切割(ge)原理如圖6-17(b)所示。內噴嘴通入(ru)常用的(de)惰性氣體，外噴嘴通入(ru)壓縮空(kong)氣。這樣，一方(fang)面利(li)用壓縮空(kong)氣在切割(ge)區的(de)化學放熱反應提(ti)高切割(ge)速度；另一方(fang)面又避免了空(kong)氣與電(dian)極(ji)(ji)的(de)直接接觸，因而可采用純鎢電(dian)極(ji)(ji)或(huo)氧化物鎢電(dian)極(ji)(ji)，簡化了電(dian)極(ji)(ji)結(jie)構。