等离子切割是利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属部分或局部熔化(和蒸发),并借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。

1.等离子切割机的工作原理

等离子是加热到极高温度并被高度电离的气体,它将电弧功率将转移到工件上,高热量使工件熔化并被吹掉,形成等离子弧切割的工作状态。
压缩空气进入割炬后由气室分配两路,即形成等离子气体及辅助气体。等离子气体弧起熔化金属作用,而辅助气体则冷却割炬的各个部件并吹掉已熔化的金属。
切割电源包括主电路及控制电路两部分,电气原理:主电路包括接触器,高漏抗的三相电源变压器,三相桥式整流器,高频引弧线圈及保护元件等组成。由高漏抗引成陡将的电源外特性。控制电路通过割炬上的按钮开关来完成整个切割工艺过程:
预通气—主电路供电—高频引弧—切割过程—息弧—停止。
主电路的供电由接触器控制;气体的通短由电磁阀控制;由控制电路控制高频振荡器引燃电弧,并在电弧建立后使高频停止工作。
此外,控制电路尚具备以下内部锁定功能:热控开关动作,停止工作。

等离子切割机的工作原理

2.等离子切割机的特点

等离子切割机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(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。
等离子切割机,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。
通过从水蒸气中获取等离子这样安全,简便,有效,多功能且环保的方法对0.3mm以上厚度的金属进行热加工处理(切割、熔焊、钎焊、淬火、喷涂等等),这在金属加工工业史上实属首创。
等离子产品“Multiplaz 3500”由等离子射枪与机箱组成,总重共9公斤。等离子设备工作过程的本质是这样的:射枪内部喷嘴(阳极)与电极(阴极)间产生电弧,使其间的湿气发生电离,从而达到等离子的状态。此时电离的蒸气受内部产生的压强以等离子射束的形式喷出喷嘴,其温度为8000℃左右。借此对非燃材料进行切割,焊接,熔焊以及其他形式的热处理加工。

等离子切割机的特点

3.等离子切割机性能参数

等离子切割机性能参数

4.等离子切割机的应用

等离子切割机的优势在于等离子弧能量更集中、温度更高、切割速度较快、变形小,还可切割不锈钢、铝等材料。
等离子切割的不足之处在于弧光强、噪音大、灰尘多,对环境有一定的污染,对中厚很多是采用水下等离子切割,切割厚度也有一定的限制。同样,气体流量、电弧长度、电报质量、电流大小、切割速度都影响质量,掌握不好也不埋想,不如火焰切割简单。等离子切割枪不宜多,因切割速度较快,易受上述因素的影响出现不协调,使切割质量不一样。一般来说,对薄板切割,等离子切割切口表面质量优于火馅切勘,且挂渣很少。
近年来,国外厂家开发了称为精细等离子或称为高精度等离子的新技术,国内已有厂家引进。效果较好。通过改进割矩的设计,较显著地提高了工件切割面质量,韶边垂直度可达0—1.5°对提高厚板切割质量尤其有利。由于改进了切割枪,电极寿命得到数倍提高。但其割枪距钢板距离要求较高,要求割枪上的高度传感器反应更灵敏,割枪升降反应更快。
因此,采用等离子切割4—30毫米钢板是比较理想的方法,可避免氧气乙炔切割速度慢、变形大、切口镕化严重、挂渣严重等缺点。获得了一定厚度的不锈钢等材料的下料。

等离子切割机的应用