等離子弧切割是現在不銹鋼加工過程中最常用的一種切割方法。它利用高速、高溫和高能的等離子氣流來加熱和熔化被切割的材料,并借助內部的或者外部的高速氣流或水流將熔化材料排開直至等離子氣流穿透背面而形成割口。等離子弧切割方法又分為一般等離子弧切割、水再壓縮等離子弧切割、空氣等離子弧切割。
一般(ban)等離子(zi)(zi)弧(hu)切割(ge)如圖6-13所示。切割(ge)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)材料通(tong)常都采用(yong)轉移型(xing)電(dian)弧(hu)。一般(ban)的(de)等離子(zi)(zi)弧(hu)不用(yong)保(bao)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(yin)弧(hu)時(shi),噴出(chu)小氣(qi)(qi)流(liu)離子(zi)(zi)氣(qi)(qi)體作為電(dian)離介(jie)質,切割(ge)時(shi),則(ze)同時(shi)噴出(chu)大氣(qi)(qi)流(liu)氣(qi)(qi)體以排(pai)除熔化金(jin)(jin)(jin)屬(shu),工作氣(qi)(qi)體通(tong)常選用(yong)氮氣(qi)(qi)。切割(ge)薄金(jin)(jin)(jin)屬(shu)板材時(shi),可采用(yong)微束等離子(zi)(zi)弧(hu)來獲得更窄(zhai)的(de)割(ge)口。

水(shui)(shui)(shui)再壓縮(suo)等(deng)(deng)離(li)(li)子弧(hu)(hu)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)時(shi),由割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)槍噴出的(de)除工(gong)作氣體外(wai),還(huan)伴(ban)隨有高速(su)流(liu)(liu)(liu)(liu)動的(de)水(shui)(shui)(shui)束,共同(tong)迅速(su)地(di)將(jiang)熔化金屬排(pai)開。其切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)原理(li)如(ru)圖6-14所示。噴出噴嘴的(de)高速(su)水(shui)(shui)(shui)流(liu)(liu)(liu)(liu)有兩(liang)種(zhong)進水(shui)(shui)(shui)型(xing)式。一(yi)種(zhong)為高壓水(shui)(shui)(shui)流(liu)(liu)(liu)(liu)徑向進入噴嘴孔(kong)道(dao)后(hou)(hou)再從割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)槍噴出;另一(yi)種(zhong)為軸向進入嘴外(wai)圍(wei)后(hou)(hou)以環(huan)形(xing)水(shui)(shui)(shui)流(liu)(liu)(liu)(liu)從割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)槍噴出。水(shui)(shui)(shui)再壓縮(suo)等(deng)(deng)離(li)(li)子弧(hu)(hu)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)水(shui)(shui)(shui)噴濺嚴重,一(yi)般在水(shui)(shui)(shui)槽中(zhong)進行,工(gong)件(jian)位(wei)于(yu)水(shui)(shui)(shui)面下200mm左右。切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)時(shi),利用水(shui)(shui)(shui)的(de)特性,可以使(shi)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)噪聲(sheng)降低15dB左右,并(bing)能吸收切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)過程(cheng)中(zhong)所形(xing)成(cheng)的(de)強(qiang)烈弧(hu)(hu)光、金屬粒(li)子、灰塵、煙氣、紫外(wai)線等(deng)(deng),大(da)大(da)地(di)改善了操(cao)作工(gong)的(de)工(gong)作條件(jian)。水(shui)(shui)(shui)還(huan)能冷卻工(gong)件(jian),使(shi)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)口(kou)平整和割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)后(hou)(hou)工(gong)件(jian)熱(re)變形(xing)減小,割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)口(kou)寬度也比一(yi)般等(deng)(deng)離(li)(li)子弧(hu)(hu)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)口(kou)窄。

空(kong)氣(qi)等(deng)(deng)(deng)(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)弧(hu)切(qie)割(ge)(ge)(ge)有兩種型式(shi)(shi)。圖(tu)(tu)6-15(a)為(wei)單一空(kong)氣(qi)式(shi)(shi)等(deng)(deng)(deng)(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)弧(hu)切(qie)割(ge)(ge)(ge)原理(li)圖(tu)(tu),它(ta)利用(yong)(yong)(yong)空(kong)氣(qi)壓(ya)縮(suo)(suo)機提(ti)供的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)縮(suo)(suo)空(kong)氣(qi)作(zuo)為(wei)工(gong)作(zuo)氣(qi)體和(he)排除熔化金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)流。這(zhe)(zhe)種型式(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)氣(qi)等(deng)(deng)(deng)(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)弧(hu)切(qie)割(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成本低(di),氣(qi)體來源方(fang)(fang)便。壓(ya)縮(suo)(suo)空(kong)氣(qi)在(zai)電弧(hu)中加(jia)熱后分(fen)(fen)解和(he)電離(li)(li)(li),生成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)與(yu)切(qie)割(ge)(ge)(ge)金(jin)屬產生化學放熱反應(ying),加(jia)快了切(qie)割(ge)(ge)(ge)速度(du)。充分(fen)(fen)電離(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)氣(qi)等(deng)(deng)(deng)(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱焓(han)值高(gao),因而(er)電弧(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能量大,與(yu)其他(ta)等(deng)(deng)(deng)(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)弧(hu)切(qie)割(ge)(ge)(ge)方(fang)(fang)法(fa)相比,其切(qie)割(ge)(ge)(ge)速度(du)快,特別適合(he)(he)于(yu)切(qie)割(ge)(ge)(ge)厚度(du)在(zai)30mm以下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳鋼(gang),也可以切(qie)割(ge)(ge)(ge)銅、不銹鋼(gang)、鋁(lv)及其他(ta)材料。但是這(zhe)(zhe)種切(qie)割(ge)(ge)(ge)方(fang)(fang)法(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電極(ji)受到強(qiang)烈的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)化腐蝕,所以一般采用(yong)(yong)(yong)鑲嵌式(shi)(shi)純(chun)鋯、純(chun)鉿電極(ji)而(er)不能采用(yong)(yong)(yong)鎢電極(ji)或氧(yang)化物鎢電極(ji)。即使采用(yong)(yong)(yong)鋯、鉿電極(ji),它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)壽命一般也只(zhi)在(zai)5~10h以內。另一種為(wei)復合(he)(he)式(shi)(shi)空(kong)氣(qi)等(deng)(deng)(deng)(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)弧(hu)切(qie)割(ge)(ge)(ge),其切(qie)割(ge)(ge)(ge)原理(li)如圖(tu)(tu)6-15(b)所示。內噴嘴內通(tong)入常用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)氣(qi)體,外噴嘴內通(tong)人壓(ya)縮(suo)(suo)空(kong)氣(qi)。

這樣,一(yi)方面利用壓縮空(kong)(kong)氣(qi)在切割(ge)區的化(hua)學放熱反應提高切割(ge)速(su)度;另一(yi)方面又避免了(le)空(kong)(kong)氣(qi)與電極(ji)的直(zhi)接(jie)接(jie)觸,因而可采用純鎢電極(ji)或氧(yang)化(hua)物(wu)鎢電極(ji),簡化(hua)了(le)電極(ji)結構。

