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(yi)般等離子(zi)弧(hu)(hu)切(qie)割如圖6-13所示(shi)。切(qie)割金(jin)屬(shu)材料通常都(dou)采(cai)用(yong)(yong)轉移型電(dian)(dian)弧(hu)(hu)。一(yi)般的等離子(zi)弧(hu)(hu)不用(yong)(yong)保護氣(qi)(qi)體,工(gong)作氣(qi)(qi)體和切(qie)割氣(qi)(qi)體從同(tong)一(yi)噴嘴內噴出。引弧(hu)(hu)時(shi)(shi),噴出小(xiao)氣(qi)(qi)流離子(zi)氣(qi)(qi)體作為電(dian)(dian)離介質(zhi),切(qie)割時(shi)(shi),則同(tong)時(shi)(shi)噴出大氣(qi)(qi)流氣(qi)(qi)體以排除熔化金(jin)屬(shu),工(gong)作氣(qi)(qi)體通常選(xuan)用(yong)(yong)氮氣(qi)(qi)。切(qie)割薄金(jin)屬(shu)板材時(shi)(shi),可采(cai)用(yong)(yong)微束等離子(zi)弧(hu)(hu)來獲得更窄(zhai)的割口。

水(shui)(shui)再(zai)壓縮等(deng)離子(zi)弧切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)時,由割(ge)(ge)(ge)槍(qiang)噴(pen)(pen)(pen)出的(de)(de)(de)除工(gong)作氣(qi)(qi)體外,還伴隨有高速(su)(su)流動的(de)(de)(de)水(shui)(shui)束,共同(tong)迅速(su)(su)地將(jiang)熔(rong)化金(jin)(jin)屬(shu)排開。其切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)原理如圖6-14所示。噴(pen)(pen)(pen)出噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)的(de)(de)(de)高速(su)(su)水(shui)(shui)流有兩種進(jin)水(shui)(shui)型(xing)式。一(yi)種為高壓水(shui)(shui)流徑向進(jin)入噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)孔道后再(zai)從割(ge)(ge)(ge)槍(qiang)噴(pen)(pen)(pen)出;另(ling)一(yi)種為軸向進(jin)入嘴(zui)外圍后以環形(xing)水(shui)(shui)流從割(ge)(ge)(ge)槍(qiang)噴(pen)(pen)(pen)出。水(shui)(shui)再(zai)壓縮等(deng)離子(zi)弧切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)噴(pen)(pen)(pen)濺嚴重,一(yi)般在水(shui)(shui)槽中進(jin)行(xing),工(gong)件(jian)位于水(shui)(shui)面下200mm左(zuo)右(you)。切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)時,利用水(shui)(shui)的(de)(de)(de)特性,可以使切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)噪聲降低(di)15dB左(zuo)右(you),并(bing)能吸(xi)收切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)過程中所形(xing)成的(de)(de)(de)強烈弧光、金(jin)(jin)屬(shu)粒子(zi)、灰(hui)塵、煙氣(qi)(qi)、紫外線等(deng),大大地改善了操作工(gong)的(de)(de)(de)工(gong)作條件(jian)。水(shui)(shui)還能冷(leng)卻工(gong)件(jian),使割(ge)(ge)(ge)口(kou)平整(zheng)和割(ge)(ge)(ge)后工(gong)件(jian)熱變形(xing)減小,割(ge)(ge)(ge)口(kou)寬(kuan)度也比一(yi)般等(deng)離子(zi)弧切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)割(ge)(ge)(ge)口(kou)窄。

空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)等(deng)(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)弧(hu)切(qie)割(ge)(ge)有(you)兩種(zhong)型(xing)式。圖(tu)(tu)6-15(a)為單一(yi)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)式等(deng)(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)弧(hu)切(qie)割(ge)(ge)原(yuan)理(li)圖(tu)(tu),它(ta)利用空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)壓(ya)(ya)縮機提供的(de)(de)(de)(de)壓(ya)(ya)縮空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)作為工作氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)和排(pai)除熔化金屬(shu)的(de)(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)流(liu)。這種(zhong)型(xing)式的(de)(de)(de)(de)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)等(deng)(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)弧(hu)切(qie)割(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)成本低,氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)來源方便。壓(ya)(ya)縮空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)在(zai)電(dian)弧(hu)中加熱后(hou)分解和電(dian)離(li),生成的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)與(yu)切(qie)割(ge)(ge)金屬(shu)產生化學放熱反應(ying),加快了切(qie)割(ge)(ge)速(su)度(du)。充分電(dian)離(li)的(de)(de)(de)(de)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)等(deng)(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)熱焓(han)值高,因而電(dian)弧(hu)的(de)(de)(de)(de)能(neng)量大,與(yu)其(qi)他(ta)(ta)等(deng)(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)弧(hu)切(qie)割(ge)(ge)方法相比,其(qi)切(qie)割(ge)(ge)速(su)度(du)快,特(te)別適(shi)合于切(qie)割(ge)(ge)厚(hou)度(du)在(zai)30mm以下的(de)(de)(de)(de)碳鋼(gang),也可以切(qie)割(ge)(ge)銅(tong)、不銹鋼(gang)、鋁及其(qi)他(ta)(ta)材(cai)料。但(dan)是這種(zhong)切(qie)割(ge)(ge)方法的(de)(de)(de)(de)電(dian)極受到強烈的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化腐(fu)蝕,所以一(yi)般(ban)采(cai)用鑲嵌式純鋯(gao)、純鉿(jia)電(dian)極而不能(neng)采(cai)用鎢(wu)(wu)電(dian)極或(huo)氧(yang)(yang)化物鎢(wu)(wu)電(dian)極。即使采(cai)用鋯(gao)、鉿(jia)電(dian)極,它(ta)的(de)(de)(de)(de)工作壽命一(yi)般(ban)也只在(zai)5~10h以內。另(ling)一(yi)種(zhong)為復合式空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)等(deng)(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)弧(hu)切(qie)割(ge)(ge),其(qi)切(qie)割(ge)(ge)原(yuan)理(li)如圖(tu)(tu)6-15(b)所示。內噴嘴內通(tong)入常用的(de)(de)(de)(de)工作氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti),外(wai)噴嘴內通(tong)人壓(ya)(ya)縮空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)。

這樣,一方面利用壓縮(suo)空氣在(zai)切割(ge)(ge)區的化學放熱反應提高切割(ge)(ge)速度;另一方面又避免了空氣與電(dian)極(ji)的直接接觸(chu),因而(er)可采用純鎢電(dian)極(ji)或氧化物鎢電(dian)極(ji),簡化了電(dian)極(ji)結構。

