等離子弧切割工藝

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1、等離子弧切割工藝等離子切割適合于所有金屬材料和部分非金屬材料，是切割不銹鋼、鋁及鋁合金、銅及銅合金等有色金屬的有效方法。最大切割厚度可達到180～200mm。目前已用切割厚度35mm以下的低碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼。厚度25mm以下的碳鋼板切割時，采用等離子弧切割雙氧-乙炔切割快5倍左右；而對于大于25mm的板切割時，氧-乙炔切割速度快些。1．氣體選擇等離子弧切割工作氣體既是等離子弧的導(dǎo)電介質(zhì)，同時還要排除切口中的熔融金屬，因此對等離子弧的切割特性以及切割質(zhì)量和速度有明顯的影響。等離子弧切割在生產(chǎn)中通常使用的離子氣體有N2、Ar、N2+H2、N2+Ar，也有用壓縮

2、空氣、氧氣、水蒸氣或水作為產(chǎn)生等離子弧的介質(zhì)。離子氣的種類決定切割時的弧壓，弧壓越高切割功率越大，切割速度及切割厚度都相應(yīng)提高。但弧壓越高，要求切割電源的空載電壓也越高，否則難以引弧或電弧在切割過程中容易熄滅。各種工作氣體在等離子弧切割中的適用性見表1，等離子弧切割常用氣體的選擇見表2。表1各種工作氣體在等離子弧切割中的適用性氣體主要用途備注Ar，Ar+H2Ar+N2Ar+N2+H2切割不銹鋼、有色金屬及其合金Ar僅用于切割薄金屬N2N2+H2切割不銹鋼、有色金屬及其合金N2作為水再壓縮等離子弧的工作氣體也可用于切割碳素鋼O2（或粗氧）空氣切割碳素鋼和低合金

3、鋼，也用于切割不銹鋼和鋁重要的鋁合金結(jié)構(gòu)件一般不用?表2等離子弧切割常用氣體的選擇工件厚度/mm氣體種類及含量空載電壓/V切割電壓/V≤120N2250～350150～200≤150N2+Ar(N260%～80%)200～350120～200≤200N2+H2(N250%～80%)300～500180～300≤200Ar+H2(H235%)250～500150～300?N2是一種廣泛采用的切割離子氣，氮氣的熱壓縮效應(yīng)比較強，攜帶性好，動能大，價廉易得，是一種被廣泛應(yīng)用的切割氣體。但氮氣用作離子氣時，由于引弧性和穩(wěn)弧性較差，需要有較高的空載電壓，一般在165V

4、以上。氫氣的攜熱性、導(dǎo)熱性都很好，所需分子分解熱較大，故要求更高的空載電壓（350V以上）才能產(chǎn)生穩(wěn)定的等離子弧。由于氫氣等離子弧的噴嘴很易燒損，因此氫常作為一種輔助氣體而被加入，特別是大厚度工件切割時加入一點氫對提高切割能力和改善切口質(zhì)量有顯著成效。用工業(yè)純氬作為切割氣體，只需要用較低的空載電壓（70～90V），但切割厚度僅在30mm以下，且由于氬氣費用較高，不經(jīng)濟，所以一般不常使用。N2、H2、Ar任意兩種氣體混合使用，比任何一種單一氣體使用時效果好，因它們可以相互取長補短，各自發(fā)揮其特長。其中尤以Ar+H2及N2+H2混合氣體切口質(zhì)量和切割效果最好。切

5、割較大厚度時，用N2+H2混合氣體。我國實際生產(chǎn)上由于氮氣價格低廉，所以大多用氮氣作為切割氣體。壓縮空氣作離子氣時熱焓值高，電弧電壓100V以上，電源電壓200V以上，在切割30mm以下厚度的材料時，有取代氧-乙炔火焰切割的趨勢。幾種常用等離子弧切割法的適用材料和實用切割厚度見表3。?表3幾種常用等離子弧切割法的適用材料和實用切割厚度切割方法適用性實用切割厚度/mm不銹鋼鋁及鋁合金碳素鋼、低合金鋼?Ar+H2等離子弧好好差（一般不選用）不銹鋼：4～150鋁及鋁合金：5～85N2等離子弧好一般差（一般不選用）0.5～100N2-水再壓縮等離子弧好好一般不銹鋼、

6、鋁合金：1～100低碳鋼：6～50O2-水再壓縮等離子弧一般差（一般不選用）好6～25.4空氣等離子弧一般一般好低碳鋼、低合金鋼：0.1～30鋁、銅：0.1～50O2等離子弧一般一般好低碳鋼、低合金鋼：0.5～32不銹鋼、鋁合金：0.5～50注：切割低碳鋼以O(shè)2等離子弧、O2-水再壓縮等離子弧切割法最為適宜。?采用上述氣體時應(yīng)注意的事項如下。①氮氣中常含有氧氣等雜質(zhì)，隨氣體純度的降低，鎢極的燒損增加，會引起工藝參數(shù)的變化，使切割質(zhì)量降低。鎢極與工件之間的距離增大，容易產(chǎn)生雙弧，燒壞噴嘴，致使切割過程中斷。氮氣的純度應(yīng)在99.5%以上。②用氫氣作為切割氣體時，

7、一般是使非轉(zhuǎn)移弧在純N2或純Ar中激發(fā)，等到轉(zhuǎn)移型弧激發(fā)產(chǎn)生后3～6s再開始供應(yīng)H2為好，否則非轉(zhuǎn)移型弧將不易引燃，影響切割的順利進行。③H2是一種易燃氣體，與空氣混合后很易爆炸，所以儲存H2的鋼瓶應(yīng)專用，嚴(yán)禁用裝氧的氣瓶來改裝。另外，通氫氣的管路、接頭、閥門等一定不能漏氣。切割結(jié)束時，應(yīng)先關(guān)閉氫氣。?2．切割工藝參數(shù)等離子弧切割的工藝參數(shù)包括切割電流、切割電壓、切割速度、氣體流量以及噴嘴距工件的高度。各種不同厚度材料的等離子弧切割工藝參數(shù)見表4。水再壓縮等離子弧切割有色金屬、高合金鋼和碳鋼的工藝參數(shù)見表5和表6。表4各種不同厚度材料的等離子弧切割工藝參數(shù)材

8、料工件厚度/mm噴嘴孔徑/mm空載電壓/V切割電流/