5等离子切割工艺详解
等离子切割技术
等离子切割技术等离子切割技术是一种先进的金属加工技术，它通过将等离子束聚焦在工件表面，利用等离子束的高温和高能量来切割、钻孔和打孔。
这项技术具有精度高、速度快、效率高等优点，在工业生产中得到了广泛应用。
等离子切割技术的原理是利用等离子束的高能量和高速度，使工件表面的材料在瞬间蒸发，从而实现切割的目的。
等离子束是由等离子体中带电粒子组成的一个高能量束流，它的能量可以达到数千度甚至数万度，足以将金属材料加热到融点以上。
当等离子束聚焦在工件表面时，会形成一个高温高能量的等离子区域，使工件表面的材料瞬间蒸发。
通过控制等离子束的聚焦点和切割速度，可以实现对工件进行精确的切割。
等离子切割技术具有许多优点。
首先，它可以实现对各种金属材料的高精度切割。
不论是钢铁、铝合金还是不锈钢，等离子切割技术都能够轻松应对。
其次，等离子切割技术的切割速度非常快，可以大大提高生产效率。
相比传统的机械切割方法，等离子切割技术可以节省大量的时间和人力成本。
此外，等离子切割技术还可以实现对复杂形状的切割，具有很强的灵活性。
无论是直线切割、弧形切割还是不规则形状的切割，等离子切割技术都能够满足需求。
然而，等离子切割技术也存在一些不足之处。
首先，等离子切割技术对切割材料的要求较高。
因为等离子切割技术是通过将材料加热到融点以上来实现切割的，所以对材料的熔点和导热性能有一定要求。
其次，等离子切割技术在切割过程中会产生大量的热量和火花，需要进行有效的排烟和防火措施。
此外，等离子切割技术的设备和操作要求较高，需要专业的技术人员进行操作和维护。
尽管存在一些不足之处，但等离子切割技术在金属加工领域的应用前景广阔。
随着科技的不断发展和创新，等离子切割技术将会更加成熟和普及，为工业生产带来更多的便利和效益。
总结起来，等离子切割技术是一种高效、精确的金属加工技术，具有广泛的应用前景。
它通过利用等离子束的高温和高能量来实现对金属材料的切割，具有快速、灵活和高精度等优点。
第5讲 等离子弧焊及切割简介
第5讲等离子弧焊及切割等离子弧是利用等离子枪将阴极（如钨极）和阳极之间的自由电弧压缩成高温、高电离度、高能量密度及高焰流速度的电弧。
等离子弧可用于焊接、喷涂、堆焊及切割。
本章只介绍焊接及切割。
1 等离子弧工作原理1.1等离子弧的形式等离子枪按用途可分为焊枪及割枪，枪的主要组成部分及术语如图1所示。
切割用枪无保护气体2及保护气罩6。
压缩喷嘴5是等离子枪的关键部件，一般需用水冷。
喷嘴孔径dn及孔道长度l0是压缩喷嘴的两个主要尺寸。
喷嘴内通的气体称离子气。
中性的离子气在喷嘴内电离后使喷嘴内压力增加，所以喷嘴内壁与电极4之间的空间称增压室。
电离了的离子气从喷嘴流出时受到孔径限制，使弧柱截面变小，该孔径对弧柱的压缩作用称机械压缩。
水冷喷嘴内壁表面有一层冷气膜，电弧经过孔道时，冷气膜一方面使喷嘴与弧柱绝缘，另一方面使弧柱有效截面进一步收缩，这种收缩称热收缩。
弧柱电流自身磁场对弧柱的压缩作用称磁收缩。
在机械压缩与热收缩的作用下，弧柱电流密度增加，磁收缩随之增强，如电流不变，弧柱电场强度及弧压降都随电流密度增加而增加，所以等离子弧（也称压缩电弧）的电弧功率及温度明显高于自由电弧。
图2a所示的对比中，等离子弧的电弧温度比自由电弧高30％，电弧功率高100％。
由于电离后的离子气仍具有流体的性质，受到压缩从喷嘴孔径喷射出的电弧带电质点的运动速度明显提高（可达300m／s），所以等离子弧具有较小的扩散角及较大的电弧挺度（图2b），这也是等离子弧最突出的优点。
电弧挺度是指电弧沿电极轴线的挺直程度。
等离子弧具有的电弧力、能量密度及电弧挺度等与加工有关的物理性能取决于下列五个参数：1）电流；2）喷嘴孔径的几何尺寸；3）离子气种类；4）离子气流量；5）保护气种类；调整以上五个参数可使等离子弧适应不同的加工工艺。
如在切割工艺中，应选择大电流、小喷嘴孔径、大离子气量及导热好的离子气，以便使等离子弧具有高度集中的热量及高的焰流速度。
等离子切割原理
等离子切割原理
等离子切割（Plasma Cutting）是一种切削方法，它使用电弧等
离子体来切断金属，包括钢、铝、铜和其他各种金属。
它可以以低成
本快速准确地切割金属物体，是一种常见的焊接补充工艺。
等离子切
割过程将高温等离子电弧引入要切断的金属物体之间，以溶解和渗蚀
金属并形成切口，从而完成切断金属的过程，一般情况下，无需额外
的焊接设备。
等离子切割机是由控制电路放大器变压器电弧模块和切削控制
器组成的，其中控制电路是负责将用户输入的信号转换成可识别的数
字控制信号所必须的，放大器负责将低功率电路输出的较小的控制信
号放大为电弧模块能识别的较大控制信号。
变压器负责通过电路中的
变压组件把交流输入电压调整成电弧模块控制电弧时需要的低压直流
电压，电弧模块则负责产生等离子切削所需的高温电弧，切削控制器
控制电弧模块的脉冲控制信号，从而完成对切削过程的控制。
在切削过程中，首先，通过控制电路将外部电路的操作信号转换
成放大器能够处理的电路输入信号，然后，放大器将操作信号进行放大，生成切削控制器所需的脉冲控制信号。
随后，变压器把交流输入
电压调整成电弧模块所需的直流低压，以便电弧模块能够产生高温电弧，最后，切削控制器根据放大器传递的控制信号控制电弧，使得电
弧可以将金属物体的中间部分溶解和渗蚀，从而完成最终的切割动作。
等离子切割原理及工艺
等离子切割原理及工艺
一、等离子切割的原理
直接等离子切割：直接等离子切割是将激光和电GF进行直接切割的方法，通过高能量的光束对工件进行切割。
它的原理是将高温等离子体产生的高频电能转化为激光光束，将激光光束对工件表面进行切割。
工作液等离子切割：工作液等离子切割是将工作液作为载体，使工作液中的高温等离子体与工件表面发生化学反应，以达到切割的目的。
这种方法适用于金属、陶瓷、玻璃等材料的切割和加工。
二、等离子切割的工艺
1.前期准备：等离子切割前需要对材料进行选择和划线等工作。
首先要选择适合等离子切割的材料，例如金属、陶瓷、玻璃等。
然后根据需要进行划线，确定切割的位置和形状。
2.设备操作：等离子切割需要使用高频电源和等离子切割设备。
在操作过程中，需要按照设备使用说明进行操作，将电极与工件接触，产生高频电波激励等离子体，然后将等离子体与工件表面接触，使其发生化学反应。
3.后期处理：等离子切割后，需要对切割面进行处理，以达到所需的精度和光滑度。
后期处理可以使用划线处理、抛光等方式进行。
综上所述，等离子切割是一种利用高温等离子体进行切割或加工材料的方法，通过高频电源产生高频电场，将气体电离形成等离子体，达到切割和加工的目的。
等离子切割的工艺包括前期准备、设备操作和后期处理
等环节，具有切割速度快、精度高、表面光滑等优点，广泛应用于制造业和材料加工行业。
等离子切割方法和要领
等离子切割方法和要领等离子切割是一种常见的金属切割方法，主要用于切割钢铁等金属材料。
它通过高温等离子体将金属材料加热并氧化，然后利用氧化物对金属材料进行切割。
下面我们将详细介绍等离子切割的方法和要领。
一、等离子切割方法1. 准备工作：首先需要确定需要切割的材料及其厚度，并选用适合的等离子切割机。
然后需要准备好切割枪、氧气和惰性气体。
切割枪必须能够承受高温和高压，氧气用于切割金属材料，惰性气体用于保护切割区域。
2. 调整切割机参数：根据材料的厚度和硬度，需要调整切割机的电流、电压、气压等参数。
如果参数设置不正确，会导致切割质量不佳或者切割速度过慢。
3. 启动切割机：将惰性气体和氧气按照比例调节好后，启动切割机。
在切割过程中，需要不断调整氧气和惰性气体的供应比例，以保证切割区域的稳定性。
4. 开始切割：将切割枪放置在需要切割的位置，按下开关开始切割。
在切割过程中，需要保持切割枪的稳定性，以免切割线路不规则或者切割质量不佳。
5. 结束切割：切割完成后，需要关闭氧气和惰性气体的供应，将切割枪放置在安全位置。
等待材料冷却后，即可进行后续加工或者使用。
二、等离子切割要领1. 选用适合的切割机：不同的金属材料需要不同的切割机，所以在选择切割机时需要考虑材料的种类和厚度。
如果切割机的功率过低，会导致切割质量下降，切割速度过慢；如果切割机的功率过高，会导致切割过度，影响材料的使用寿命。
2. 调整切割参数：在使用切割机前，需要根据材料的种类和厚度调整切割机的参数。
如果参数设置不正确，会导致切割质量不佳或者切割速度过慢。
因此，需要根据实际情况进行调整。
3. 保证切割区域的稳定性：在切割过程中，需要保证切割区域的稳定性，以免切割线路不规则或者切割质量不佳。
因此，在切割过程中需要不断调整氧气和惰性气体的供应比例，以保证切割区域的稳定性。
4. 注意安全：在进行等离子切割时，需要注意安全问题。
切割枪需要与地面保持一定的距离，并且需要使用防护眼镜和手套等防护用品，以免发生意外事故。
等离子切割
等离子切割简介等离子切割（Plasma Cutting）是一种常用于金属切割的加工技术。
它利用高温等离子体切割机的喷嘴产生的高热能，将金属工件切割成所需形状。
等离子切割具有速度快、精度高、操作简便等优点，广泛应用于制造业领域。
等离子切割原理1.等离子体形成：等离子切割机利用电弧产生的高温等离子体来实现切割。
首先，在喷嘴中引入气体，例如氧气、氮气等，通过电流使气体离子化并形成等离子体。
2.等离子体切割：产生的等离子体通过喷嘴喷出，并沿着金属工件表面移动。
高温的等离子体与金属工件发生强烈的化学反应，将金属表面氧化并喷出，从而实现金属切割。
3.切割控制：等离子切割可以通过计算机数控系统来控制切割机的移动路径和速度，从而实现高精度切割。
等离子切割的优势等离子切割技术在金属切割领域具有以下优势：1.速度快：等离子切割的切割速度比传统机械切割快，加工效率高。
2.精度高：等离子切割机能够实现高精度的切割，切割质量高。
3.切割适应性强：等离子切割适用于切割不同种类的金属材料，包括铁、铜、铝等。
4.操作简便：等离子切割机操作简单，技术要求较低。
5.切割成本低：与激光切割相比，等离子切割具有更低的切割成本。
等离子切割应用领域等离子切割技术被广泛应用于各个制造业领域，包括：1.金属制造业：等离子切割可用于制造汽车零部件、船舶建造、铁路轨道加工等。
2.建筑业：等离子切割可用于加工门窗、楼梯扶手、大型钢结构等。
3.家居装饰：等离子切割可用于制作家具、艺术品、装饰面板等。
4.电力行业：等离子切割可用于加工发电设备、输电线路等。
5.航空航天业：等离子切割可用于制作飞机零部件、航天器船壳等。
使用等离子切割的注意事项在使用等离子切割技术时，需要注意以下事项：1.安全防护：使用等离子切割时，应戴好防护眼镜、手套和口罩，防止高温等离子体对人体造成伤害。
2.设备维护：定期检查和保养等离子切割机，确保其正常工作。
3.切割参数选择：根据不同的材料类型和厚度，选择适当的切割参数，以确保切割质量。
等离子切割方法
等离子切割方法等离子切割那可真是超厉害的技术！想象一下，它就像一把神奇的光剑，能把各种金属材料轻松切开。
等离子切割步骤很简单。
先准备好等离子切割机，就像战士准备好自己的武器一样。
然后根据要切割的材料厚度调整好切割参数，这可不能马虎，不然就像射箭没瞄准，肯定达不到好效果。
接着打开切割机，让那高温等离子弧喷射而出，沿着要切割的线条稳稳地移动，就像画家拿着画笔在画布上勾勒出完美的线条。
注意事项可不少呢！一定要戴好防护装备，这可不是闹着玩的，那等离子弧的温度超高，不防护好就会受伤，难道你想变成烤肉吗？还要确保切割区域通风良好，不然那些有害气体可会让你难受。
操作的时候要集中注意力，不能分心，不然切歪了可就麻烦了。
等离子切割的安全性和稳定性还是挺高的。
只要你按照正确的方法操作，就不会有太大问题。
它不像有些危险的工具，让人提心吊胆。
等离子切割机有各种保护装置，能在关键时刻发挥作用，就像一个忠诚的卫士保护着你。
等离子切割的应用场景那可多了去了。
汽车制造、机械加工、建筑行业等等，都能看到它的身影。
它的优势也很明显，切割速度快，切口光滑整齐，比用传统的切割方法强多了。
就像一辆跑车和一辆老爷车比赛，等离子切割就是那辆跑车，风驰电掣，一路领先。
给你说个实际案例吧！有一次在一个工厂里，需要切割一批厚厚的钢板。
用传统方法根本不行，又慢又费劲。
后来用了等离子切割，那速度，简直让人惊叹。
不一会儿就把所有的钢板都切好了，切口就像镜子一样光滑。
这效果，谁能不夸呢？等离子切割就是这么牛！它是现代工业的好帮手，能让我们的工作更加高效、更加完美。
如果你还没用过等离子切割，那可真是太遗憾了，赶紧去试试吧！相信你一定会爱上它。
等离子弧切割
等离子弧切割
等离子弧切割是一种常用的金属切割方法，利用弧电流和高温等离子弧来加热和融化金属，然后使用气体喷嘴将融化的金属吹散，从而实现切割的目的。
等离子弧切割的基本原理是利用电弧放电产生高温等离子弧，通过将电弧聚焦在工件上，使工件表面的金属迅速加热到熔点以上，同时使用高速喷出的氧气或氮气吹散被加热的金属，形成切割口。
等离子弧切割通常包括以下几个主要的步骤：
1.弧起弧压：通过适当的电流和电压设置，在切割机上产生一定弧压和电弧能量，使电弧从电极中产生，并引导至工件表面。
2.弧焦点调节：通过调整等离子弧焦点位置和聚焦长度，控制等离子弧的形状和聚焦强度，从而实现切割焦点的调整。
3.切割速度控制：控制切割机的移动速度，使等离子弧在工件表面保持稳定的切割速度，以达到理想的切割效果。
4.气体喷嘴调节：通过调整气体喷嘴的气体流量和喷嘴形状，控制气体吹散的速度和方向，以便有效地将融化的金属吹散。
等离子弧切割具有以下特点和优势：
1.快速高效：等离子弧切割速度快，能够在较短时间内完成大量的切割任务。
2.切割质量好：等离子弧切割切口平整，切割面光滑，几乎没有热影响区和变形。
3.适用广泛：等离子弧切割可用于切割各种金属材料，包括钢、铝、铜等。
4.切割厚度大：等离子弧切割可以切割较厚的金属材料，可以达到几十毫米甚至更厚的切割厚度。
等离子切割工艺参数解析
等离子切割工艺参数解析1.空载电压和弧柱电压同焊接需要焊接电源一样，等离子切割必须有切割电源，为便于引弧和保证等离子弧稳定燃烧，切割电源必须有足够高的空载电压，空载电压一般为120-600V o弧柱电压决定了等离子弧切割时的功率，弧柱电压越高，同种厚度情况下可以提高切割速度，或者保证切割速度不变情况下切割金属厚度更大。
弧柱电压通常通过调节气体流量和加大电极内缩量来达到，但弧柱电压不能超过空载电压的65%,否则会使等离子弧不稳定。
弧柱电压一般为空载电压的50%o2.切割电流除了弧柱电压外，切割电流也是影响等离子切割的关键参数之一，同增加弧柱电压一样，增加切割电流同样能提高等离子弧的功率从而提高切割速度和厚度。
但是切割电流也不能太大，切割电流过大，会使等离子弧柱变粗，从而导致割缝宽度增加影响材料利用率，同时会造成电极寿命下降，因此切割电流不得超过最大允许电流。
总之，等离子切割机的切割电流的增大，等离子电弧能量增加，切割能力提高，切割速度是随之增大。
等离子切割机的切割电流增大，等离子电弧直径增加，电弧变粗使得切口变宽。
等离子切割机的切割电流过大使得喷嘴热负荷增大，喷嘴过早地损伤，切割质量自然也下降，甚至无法进行正常切割。
所以在切割前要根据材料的厚度正确选用切割电流和相应的喷嘴。
3、气压和流量气体流量也是影响等离子切割的主要参数，需要选择合适的气体流量范围。
其他条件不变的情况下，增加气体流量可以提高弧柱电压，同时增强对弧柱的压缩作用，从而使等离子弧能量更加集中、喷射力更强，可有效提高等离子切割的速度和质量。
同样气体流量不能过大，如果气体流量过大，会使弧柱变短，造成热量损失，反而使切割能力减弱，直至有可能使切割过程不能正常进行。
总之，要保证等离子气体正确的气压和流量，等离子气压和流量对易损件的使用寿命非常重要。
如果气压太高，电极的寿命就会大大缩短，如气压太低，喷嘴的寿命就会受到影响。
4、电极内缩量电极内缩量：是指电极到割嘴端面的距离。
等离子切割原理及相关工艺要点
等离子切割原理及相关工艺要点一、等离子切割的原理1.等离子体的产生：等离子体是指由电子和正离子组成的带电粒子体系。
在等离子体切割过程中，通过高频交流电源产生电弧放电，使气体在电极和工件之间发生电离，形成等离子体。
2.等离子体弧的形成：在电极和工件之间形成的弧光放电，会产生高温和高能量的等离子体弧。
等离子体弧的温度可达数万摄氏度，能量密度高达几千瓦/平方厘米，其作用区域通常在2-4毫米。
3.等离子体弧的切割作用：等离子体弧对金属材料有较强的熔化和气化作用。
等离子体弧与金属材料发生作用时，会使金属表面迅速加热，达到熔化温度，然后通过气化作用将熔化的金属迅速除去，从而实现切割。
二、等离子切割的工艺要点1.气体选择：等离子切割中常用的气体有氮气、氧气、氩气等。
氮气适用于不锈钢、铝及其合金的切割，氧气适用于碳钢等低合金钢材的切割，而氩气主要用于对切割表面有要求的材料。
2.切割电流：切割电流直接影响到等离子体弧的强弱和切割速度。
一般来说，电流越大，切割速度越快，但过大的电流会导致过度熔化和变形。
合适的电流应根据材料的类型、厚度等因素来确定。
3.切割速度：切割速度是指单位时间内切割的长度，一般用毫米/分钟表示。
切割速度过快会导致表面质量下降，切割速度过慢则会浪费时间。
合适的切割速度应根据材料的特性和厚度来确定。
4.切割气流：切割气流通常用于将熔化的金属气化并将其从切割缝隙排出，以保持切割质量。
适当的切割气流可以有效地冷却切割区域，减少热影响区和变形。
5.切割距离：切割距离是指等离子体弧到工件表面的垂直距离。
适当的切割距离能够保持稳定的等离子体弧形态，同时避免产生过度热影响区。
6.切割压力：等离子切割过程中需要对工件施加一定的切割压力。
适当的切割压力能够保持电弧稳定，防止产生切割缺陷。
7.切割表面处理：切割前的表面处理对切割质量有重要影响。
应保证切割表面清洁无油污，以避免影响切割质量。
以上就是等离子切割的原理及相关工艺要点的详细介绍。
等离子切割机加工方式
等离子切割机加工方式等离子切割机是一种高效率、高质量的金属切割设备，广泛应用于机械制造、船舶制造、石油化工、建筑建材等领域。
下面是关于等离子切割机加工方式的详细介绍。
一、工作原理等离子切割机的工作原理是利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属局部熔化（和蒸发），并借助高速等离子的强大喷射力将熔化的金属吹走，从而达到切割金属的目的。
同时，等离子切割机还具有切割速度快、切口质量好、热影响区小、变形小等优点。
二、操作流程1. 准备工作在使用等离子切割机之前，需要做好以下准备工作：（1）检查电源线是否连接良好，气管是否畅通，气源是否充足，割炬是否牢固连接在切割机上。
（2）根据需要切割的工件材质和厚度选择合适的切割参数，包括电源电压、切割电流、切割速度等。
（3）将工件放置在切割机的切割台上，调整割炬与工件之间的距离，以确保切割质量和安全。
2. 开始切割在准备工作完成后，可以开始进行切割：（1）打开电源开关，将割炬移动到起始位置，按下割炬上的按钮，启动等离子切割机。
（2）在等离子切割机启动后，调整电源电压、切割电流和切割速度等参数，使切割过程稳定。
（3）根据需要切割的形状和尺寸调整割炬的角度和位置，使切割线与工件表面平行。
（4）按下割炬上的按钮，启动等离子弧，对工件进行加热和熔化，同时高速气流将熔化的金属吹走，完成切割。
3. 结束切割当完成切割后，需要按照以下步骤结束操作：（1）关闭等离子切割机，将割炬移动到起始位置。
（2）关闭电源开关，断开电源线。
（3）清理切割台和周围环境，保持整洁卫生。
三、加工方式及特点等离子切割机的加工方式主要有以下几种：1. 空气等离子切割：使用空气作为工作气体，具有成本低、易获取等优点。
但切割速度相对较慢，切口质量一般，适用于厚度较薄的金属材料切割。
2. 氧气等离子切割：使用氧气作为工作气体，具有切割速度快、切口质量好、热影响区小等优点。
但需要使用高纯度氧气，成本较高，适用于厚度较厚的金属材料切割。
常用等离子切割方法及其工艺特性
常用等离子切割方法及其工艺特性1. 1 等离子空气切割法等离子空气切割法以枯燥的压缩空气作为加工气体,主要用于切割碳钢,也可用于切割不锈钢和铝。
由于空气主要由氮气和氧气组成,切割碳钢时,切口中的氧与铁的放热反响提供了附加的热量,同时生成外表X力低、流动性好的FeO 熔渣,改善了切口中熔融金属的流动性,因此不但切割速度较快,而且切割面较光洁,切口下缘根本不粘渣,切割面斜角较小。
切割不锈钢和铝时,氧与不锈钢中的铬和铝起反响,其切割面较粗糙,一般对切割外表质量要求较高时不采用这种加工方法。
等离子空气切割法主要存在如下缺点:a . 切割面上附有氮化层,焊接时焊缝中会产生气孔。
因此用于焊接的切割边,需用砂轮打磨,去除氮化层。
b. 由于存在氧化作用,电极和喷嘴易损耗, 使用寿命较短。
由于压缩空气的本钱较低,这种切割方法在大批量的非焊接碳钢板的切割中使用较为广泛。
不同电流强度下,等离子空气切割碳钢时常用板厚和切割速度之间的关系如图1 所示。
图1 等离子空气切割碳钢1. 2 等离子氧气切割法等离子氧气切割法以氧气作为工作气体,主要用于切割碳钢、铝。
氧的离解热高、携热性好,粒子复合时的放热量大,投入切割的热量多,因此可获得较高的切割速度。
在加工碳钢时,因切割过程中的铁2氧反响提供了大量的附加热量,促进了切割速度的进一步提高。
与等离子空气切割法相比,等离子氧气切割法在切割碳钢时有以下优点:a . 切割速度更快;b. 切割面更光洁,呈金属光泽,尤其是无氮化层,切割后可直接用于焊接;c. 切口下缘不粘渣;d. 切割变形小,精度高。
等离子氧气切割法也存在如下缺点:a . 因氧化作用强,电极损耗更快,使用寿命短;b. 切割面斜角较大。
不同电流强度下,等离子氧气切割碳钢和铝时常用板厚和切割速度之间的关系如图2 和图3所示。
图2 等离子氧气切割碳钢图3 等离子氧气切割铝113 等离子氮气切割法等离子氮气切割法以氮气作为工作气体,主要用于切割不锈钢。
等离子切割原理及相关工艺
• 等离子弧静特性与工作气体种类和流 等离子弧静特性与工作气体种类 工作气体种类和
量、喷嘴尺寸及电极间距等有关 喷嘴尺寸及电极间距等有关
(4)等离子弧燃烧稳定性 (4)等离子弧燃烧稳定性
• 使用转移型等离 使用转移型等离
子弧时 子弧时，会出现 一种破坏电弧燃 烧稳定性的现象
• 双弧现象
• 破坏切割工艺的 正常进行 • 引起喷嘴烧损
有明显的提高
• 等离子弧的导电性能没有显著变化 • 等离子弧弧柱的截面尺寸比较小，它的电 等离子弧弧柱的截面尺寸比较小，
阻往往很大
• 决定气体电离度的主要因素是温度 决定气体电离度的主要因素是温度
等离子体的定义
• 在30000K时，各种气体几乎都变成离子， 30000K 各种气体几乎都变成离子，
处于完全电离状态 处于完全电离状态
等离子弧的工作气体
• 气体在弧柱加热、分解、电离的过程中吸收 气体在弧柱加热、分解、
热量， 热量，并达到很高的温度 • 气体热分解、电离以及温度升高时，吸收的 气体热分解、电离以及温度升高时， 热量越多， 热量越多，传递热量的能力越大 • 从加热分解的角度，只有分子态气体才可能 从加热分解的角度，只有分子态气体才可能 分解 • 等离子弧的工作气体有：H2、N2、空气、水 等离子弧的工作气体有： 空气、 蒸气和氩气等 蒸气和氩气等 • 等离子弧燃烧时所用气体的热焓随温度的升 高而增大
(3)等离子弧的电特性 (3)等离子弧的电特性
• 等离子弧的静态伏安特性,即静特性 等离子弧的静态伏安特性,
等离子弧静 等离子弧静特性
• 喷嘴限制了等离子弧柱截面积增大 • 等离子弧相对普通电弧静特性的差别 等离子弧相对普通电弧静特性 普通电弧静特性的差别
等离子体切割工作原理
等离子体切割工作原理等离子体切割是一种常见的金属切割方法，通过利用高温等离子体对金属材料进行熔化和氧化反应，实现对金属材料的高效切割。
本文将介绍等离子体切割的工作原理，以及其在工业生产中的应用。
一、等离子体切割的基本原理等离子体是指气体中正负电荷的分离状态，当气体中电子离开原子核时形成正离子和自由电子。
等离子体切割利用强大的能量释放和高温等离子体的化学活性，对金属材料进行切割。
等离子体切割的基本原理包括以下几个步骤：1. 气体离子化：通过引入氧、氮、氩等惰性气体，在切割区域形成相应的等离子体。
2. 等离子体发射：通过电极产生高频高压的电弧放电，使气体中的离子获得足够的能量，从而发射到工件表面。
3. 能量转化：等离子体与金属工件发生碰撞，将电能转化为热能，使金属表面瞬间升温。
4. 氧化反应：在高温下，氧离子与金属表面发生氧化反应，形成熔融氧化物。
5. 氧化物排出：通过气体流动或剧烈的振荡，将形成的氧化物从切割沟槽中排出。
通过以上步骤，等离子体切割能够实现对金属材料的迅速切割。
二、等离子体切割的优势和应用等离子体切割具有以下几个明显的优势：1. 快速高效：等离子体切割速度快，能够快速切割金属工件，提高生产效率。
2. 切割质量高：等离子体切割切口平整，无毛刺，切割质量高。
3. 适用范围广：等离子体切割适用于不同种类和厚度的金属材料，如钢、铝、铜等。
基于以上优势，等离子体切割广泛应用于各个领域的金属加工中，例如汽车制造、船舶制造、金属构件生产等。
在这些领域，等离子体切割可以快速准确地进行金属材料切割，满足不同工件的需求。
总结：等离子体切割利用高温等离子体的能量和反应性，实现对金属材料的快速切割。
通过引入气体、产生电弧放电、氧化反应等步骤，等离子体切割能够在短时间内实现金属材料的高效切割。
其优势包括快速高效、切割质量好、适用范围广等，因此在各个工业领域得到广泛应用。
未来随着科技的进步，等离子体切割技术将不断改进和发展，为金属加工带来更多的便利和效益。
等离子切割原理
等离子切割原理
等离子切割（Plasma cutting）是基于温度高、电流大的等离子
的力量实现的一种切割方法。
它使用电弧作为加热源使材料的一部分
融化或者汽化，形成一个温度非常高的等离子，从而将材料割断。
等
离子切割是一种实用的切割工艺，能够切割出有良好质量的切口。
这
种切割方法对导电性材料，尤其是金属材料都十分有效，一般可用于
切割钢板、铝板、铜板、不锈钢、铬钢等金属材料和其他导电性材料。
等离子切割的原理是产生一个极其高温的电弧，使材料上的温度
和熔点差不多，以达到切割目的。
待被切割材料中，通过安装电缆将
高频电源连接后，在针脚处产生电弧，该电弧将材料表面部分融化，
以此形成一道切痕。
等离子切割的温度，其实是由温度敏感的电弧来
控制的，这也是它的关键之处。
等离子切割所需要的电弧，需要经过电极和电源来构成，电极是
滴水形状，它会触发电弧，而电源则会给电弧充电，使其持续。
当等
离子切割中安装电缆将高频电源连接后，可产生高温的电弧，被切割
的金属材料的表面会受到高温的电弧的加热，进而变得非常容易融化，从而切割出有良好质量的切口。
等离子切割的优点也有许多：首先，等离子切割的切口精度非常高，它的切口清晰、平整，损伤小，切口无焊渣，节省了修复费用，
因此成本低；其次，等离子切割具有速度快、切割控制精确、效率高
等特点，可用于多种材料，可以节省人力物力；第三，等离子切割还
具有清洁切割的特点，在切割过程中不会产生污染，这是传统切割方
法无法比拟的。
等离子切割原理图
等离子切割原理图
等离子切割是一种常用的材料加工方法，它利用高温等离子体
对材料进行切割和加工。
等离子切割的原理图如下所示：
首先，等离子切割的原理是利用等离子体对材料进行高温加工。
等离子体是一种由气体或者其他物质中部分或全部电子脱离原子核
形成的电离气体状态。
在等离子体中，正离子和自由电子以及其他
带电粒子以及中性粒子之间的相互作用非常复杂，因此等离子体具
有很高的温度和能量。
其次，等离子切割的原理图中显示了等离子体如何对材料进行
切割。
等离子切割的过程中，首先需要产生等离子体。
这可以通过
在气体中加入能量，使得气体分子发生电离而形成等离子体。
然后，利用等离子体产生的高温和高能量，对材料进行切割和加工。
在等
离子切割中，等离子体的高温和高能量可以使材料迅速熔化和汽化，从而实现对材料的切割和加工。
最后，等离子切割的原理图还显示了等离子切割的应用范围。
等离子切割可以用于金属材料、非金属材料以及复合材料的切割和
加工。
由于等离子切割具有高温、高能量和高速的特点，因此可以
实现对各种材料的精密切割和加工，广泛应用于机械制造、航空航天、汽车制造、电子电器等领域。
总之，等离子切割是一种利用等离子体对材料进行切割和加工
的高效方法，具有广泛的应用前景。
通过理解等离子切割的原理图，可以更好地掌握等离子切割的工作原理和应用技术，为材料加工和
制造提供更多的选择和可能性。
等离子切割工艺及技术
等离子切割等离子弧切割是利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属局部熔化和蒸发,并借助高速等离子的动量排除熔融金属以形成切口的一种加工方法;等离子切割配合不同的工作气体可以切割各种氧气切割难以切割的金属,尤其是对于有色金属不锈钢、铝、铜、钛、镍切割效果更佳；其主要优点在于切割厚度不大的金属的时候,等离子切割速度快,尤其在切割普通碳素钢薄板时,速度可达氧切割法的5~6倍、切割面光洁、热变形小、几乎没有热影响区等离子切割发展到现在,可采用的工作气体工作气体是等离子弧的导电介质,又是携热体,同时还要排除切口中的熔融金属对等离子弧的切割特性以及切割质量、速度都有明显的影响;常用的等离子弧工作气体有氩、氢、氮、氧、空气、水蒸气以及某些混合气体;等离子切割机广泛运用于汽车、机车、压力容器、化工机械、核工业、通用机械、工程机械、钢结构等各行各业;一、等离子弧切割工艺参数各种等离子弧切割工艺参数,直接影响切割过程的稳定性、切割质量和效果;主要切割规范简述如下：1．空载电压和弧柱电压等离子切割电源,必须具有足够高的空载电压,才能容易引弧和使等离子弧稳定燃烧;空载电压一般为120-600V,而弧柱电压一般为空载电压的一半;提高弧柱电压,能明显地增加等离子弧的功率,因而能提高切割速度和切割更大厚度的金属板材;弧柱电压往往通过调节气体流量和加大电极内缩量来达到,但弧柱电压不能超过空载电压的65%,否则会使等离子弧不稳定;2．切割电流增加切割电流同样能提高等离子弧的功率,但它受到最大允许电流的限制,否则会使等离子弧柱变粗、割缝宽度增加、电极寿命下降;3．气体流量增加气体流量既能提高弧柱电压,又能增强对弧柱的压缩作用而使等离子弧能量更加集中、喷射力更强,因而可提高切割速度和质量;但气体流量过大,反而会使弧柱变短,损失热量增加,使切割能力减弱,直至使切割过程不能正常进行;4．电极内缩量所谓内缩量是指电极到割嘴端面的距离,合适的距离可以使电弧在割嘴内得到良好的压缩,获得能量集中、温度高的等离子弧而进行有效的切割;距离过大或过小,会使电极严重烧损、割嘴烧坏和切割能力下降;内缩量一般取8-11mm;5．割嘴高度割嘴高度是指割嘴端面至被割工件表面的距离;该距离一般为4~10mm;它与电极内缩量一样,距离要合适才能充分发挥等离子弧的切割效率,否则会使切割效率和切割质量下降或使割嘴烧坏;6．切割速度以上各种因素直接影响等离子弧的压缩效应,也就是影响等离子弧的温度和能量密度,而等离子弧的高温、高能量决定着切割速度,所以以上的各种因素均与切割速度有关;在保证切割质量的前提下,应尽可能的提高切割速度;这不仅提高生产率,而且能减少被割零件的变形量和割缝区的热影响区域;若切割速度不合适,其效果相反,而且会使粘渣增加,切割质量下降;二、优缺点1、优点：1切割领域宽,可切割所有金属板材；2切割速度快,效率高,切割速度可达10m/min以上；3切割精度比火焰切割高,水下切割无变形,精细等离子切割则精度更高；2、缺点：1切割20mm以上钢板比较困难,需要很大功率的等离子电源,成本较高；2切割厚板时,切割垂直度差,割口成V型;。
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切割速度
最佳切割速度可参照切割表或用试验来确定，由于材料的厚薄度， 材质不同，熔点高低，热导率大小以及熔化后的表面张力等因素，切割 速度也要相应的变化。
数控-飞马特等离子
切100A O2 Plasma / Air Shield
Shield Cup Shield Cap Shield Gas Distributor Tip Plasma Gas Distributor Electrode Cartridge
22-1016
Slide 3 2018年10月11日星期 四
切割电流
它是最重要的切割工艺参数，直接决定了切割的厚 度和速度，即切割能力 切割电流增大，电弧能量增加，切割能力提高，切割 速度是随之增大； 切割电流增大，电弧直径增加，电弧变粗使得切口变 宽； 切割电流过大使得喷嘴热负荷增大，喷嘴过早地损伤， 切割质量自然也下降，甚至无法进行正常切割。
(Bar)
Ball
(Bar)
Volts (mm) (mm/min) (mm)
(sec)
(mm)
4 5 6 8 10 12 15 20
2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8
55 55 55 55 55 55 55 55
8.3 8.3 8.3 8.3 8.3 8.3 8.3 8.3
22-1027
22-1272
22-1153
22-1041
22-1171
22-1020
100A Mild Steel XTL O2/Air
材料厚度 预流气压力 (Air) 等离子流量压力 (O2) 保护气流量压力 (Air) 弧压 切割高度 切割速度 穿孔高度 穿孔延时间 切缝宽度
(mm)
(Bar)
Ball
切割速度适度地提高能改善切口质量，使切口略有变窄，切口表 面更平整，同时可减小变形。 切割速度过快使得切割的线能量低于所需的量值，切缝中射流不 能快速将熔化的熔融物立即吹掉而形成较大的后拖量，伴随有切 口挂渣，切口表面质量下降。 当切割速度太低时，由于切口处是等离子弧的阳极，为了维持电 弧自身的稳定，阳极斑点或阳极区必然要在离电弧最近的切缝附 近找到传导电流的地方，同时会向射流的径向传递更多的热量， 因此使切口变宽，切口两侧熔融的材料在底缘聚集并凝固，形成 不易清理的挂渣，而且切口上缘因加热熔化过多而形成圆角。 当速度极低时，由于切口过宽，电弧甚至会熄灭。由此可见，良 好的切割质量与切割速度是分不开的。
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气压与流量
工作气压较低时，等离子弧的喷出速度减弱，输入空气流量小于 规定值，此时不能形成高能量、高速度的等离子弧，从而造成切 口质量差、切不透、切口积瘤的现象； 气压过高时，则在形成等离子弧后，过大的气流会吹散集中的弧 柱，使弧柱能量分散，减弱了等离子弧的切割功率密度。 切割气体既要保证等离子射流的形成，又要保证去除切口中的熔 融金属和氧化物。 过大的气体流量会带走更多的电弧热量，使得射流的长度变短， 导致切割能力下降和电弧不稳； 过小的气体流量则使等离子弧失去应有的挺直度而使切割的深度 变浅，同时也容易产生挂渣。
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工作气体
工作气体包括切割气体和辅助气体，精细等离子还要求起弧气体，通常要根据 切割材料的种类，厚度和切割方法来选择合适的工作气体。
氢气通常是作为辅助气体与其它气体混和作用，如著名的气体H35（氢 气的体积分数为３５％，其余为氩气）是等离子弧切割能力最强的气体 之一，这主要得利于氢气。由于氢气能显著提高电弧电压，使氢等离子 射流有很高的焓值，当与氩气混合使用时，其等离子射流的切割能力大 大提高。 氮气是一种常用的工作气体，在有较高电源电压的条件下，氮气等离子 弧有较好的稳定性和比氩气更高的射流能量，即使是切割液态金属粘度 大的材料如不锈钢和镍基合金时，切口下缘的挂渣量也很少。氮气可以 单独使用，也可以同其它气体混和使用。 氧气可以提高切割低碳钢材料的速度。使用氧气进行切割时，切割模式 与火焰切割很相像，高温高能的等离子弧使得切割速度更快，但是必须 配合使用抗高温氧化的电极，同时对电极进行起弧时的防冲击保护，以 延长电极的寿命。 空气中含有约78%的氮气，所以利用空气切割所形成的挂渣情况与用氮 气切割时很相像；空气中还含有约21%的氧气，因为氧的存在，用空气 的切割低碳钢材料的速度也很高；同时空气也是最经济的工作气体。但 单独使用空气切割时，会有挂渣以及切口氧化、增氮等问题，而且电极 和喷嘴的寿命较低也会影响工作效率和切割成本。
5.1 0.2 5.1 0.2 5.1 0.3 5.7 0.4 6.5 0.4 7.3 0.6 8.5 0.7 边缘起弧
1.7 1.8 1.9 2.1 2.2 2.4 2.5 3.2
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数控等离子机切割工艺参数 切割电流 切割速度 电弧电压 工作气体 气压与流量 切割高度 切割功率密度
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电弧电压
一般认为电源正常输出电压即为切割电压。等 离子弧切割机通常有较高的空载电压和工作电 压，在使用电离能高的气体如氮气、氢气或空 气时，稳定等离子弧所需的电压会更高。当电 流一定时，电压的提高意味着电弧焓值的提高 和切割能力的提高。如果在焓值提高的同时， 减小射流的直径并加大气体的流速，往往可以 获得更快的切割速度和更好的切割质量。
80 80 80 80 80 80 80 80
8.3 8.3 8.3 8.3 8.3 8.3 8.3 8.3
39 140 141 142 144 146 148 157
2.0 2.3 2.5 2.7 2.8 3.0 3.1 3.8
6120 4670 4030 3080 2300 1800 1370 640