等离子弧切割 第七讲 等离子弧切割设备(一)——等离子弧切割设备的构成及主要部件

  等离子弧切割：第七讲 等离子弧切割设备（一）—等离子弧切割设备的构成及主要

  内容提示：等 离 子 弧 切 割第 一 讲 等 离子 弧切 割的 基 本 原理·梁 桂 芳·概 述等 离 子 弧 切 割是1 55 9年在美国首先投人.工 业上应 用 的,当 时采 用 氢气等离 子 弧 用 于 切 割 铝 及其 合金,以 后 又 开 发 出 缸 一 氢 混 合 气、氮 一 氢混 合气等 离子 弧 切 割法,并推 广 用 于切 割 不 锈 钢、铜 及 其合 金 等有色金 属。它 作 为 氧 一 乙 炔 焰 气 割 法 难 以 加.工 存色 金属 的 一 种有效切 割 手段 而 获广泛 应 用口我 国 也 在19 5 9 年 就 开发出了等离 子 弧切割技术 和设备,并 于1 9汉〕 年开 始 逐步在生产上得到应 用,而 且首...

  等 离 子 弧 切 割第 一 讲 等 离子 弧切 割的 基 本 原理梁 桂 芳概 述等 离 子 弧 切 割是1 55 9年在美国首先投人.工 业上应 用 的,当 时采 用 氢气等离 子 弧 用 于 切 割 铝 及其 合金,以 后 又 开 发 出 缸 一 氢 混 合 气、氮 一 氢混 合气等 离子 弧 切 割法,并推 广 用 于切 割 不 锈 钢、铜 及 其合 金 等有色金 属。它 作 为 氧 一 乙 炔 焰 气 割 法 难 以 加.工 存色 金属 的 一 种有效切 割 手段 而 获广泛 应 用口我 国 也 在19 5 9 年 就 开发出了等离 子 弧切割技术 和设备,并 于1 9汉〕 年开 始 逐步在生产上得到应 用,而 且首一先采 用 廉价的 氮 气 作 为工作 气 体。现在使甩大电流 等离子 弧 切 割设备 已 能切 割 如下厚度的金 属:不锈 钢 《2仪 知 田 卫,铝和 铸 铁 】又无 曲 1,铜 及 其合 金l f x 址 沈 1。但 是,上述 使 用 氢、氢 和 氮 等 气体 的 等离 子 弧 不适 合 于 切 割 工 业_1一应用最多 的 低 碳 钢 和 低 合金 结构钢,主 要 是 切割质量很 差,这 些 钢 材仍 使 用 氧 一 乙 炔气 割 法。但 由 于 氧 一 乙 炔气割法的 切 割速度慢,因 热变形使切割 精度 差,适 应 不 了 工 业 发 展 的 需 要。为此,在6 0年代 后 期,原 民 主 德 国一 家 公司 研制 出 了空 气等离子弧切割法,用 来切割 2 0 m m 以 下 钢 板。采 用空 气 等离 子 弧切 割 法,不 但 切 割 速 度 成 倍 高于 气割,而 且 切割 面 光 洁、精 度 好。国 外 的 一 些 碳 钢板 加工量 大 的工 J一 ,在 数 控切 割 机 上 纷 纷 弓 ! 用 这种切割 技 术。随后 又 开 发 出 了 切 割质量 更 好、速度更 快 的氧 等离子弧和水 再 压缩 等离 子弧切割 法。为 适应 广 大 中小 型.工 厂 推 厂一 应 用 ,国外在 s o 年 化初 又 推 出 空 冷 式 小电流( 1 0 ~ 9 0 A ) 空 气 等 离 子弧切割法。这种方 法 设 备简 单、投资小、操作简 便。另外,由 于 它既能切割 碳 钢 又可 切割不锈 钢 和 铝,因而在 薄金属切割加一 中替 代 了 剪 切、据 切 等 老 方 法。我国 从 80 年代中期 也 开 始 开发 并 生产 各 种小电流空气 等离 子 弧切割 设 备,月 前 生产 厂 家 已 逾十`家.现 在,等离 子 弧 切割不 仅 是加工有色金属的有效方 法,一 些工业 先 进 国 家.早 已 用来代 替 传 统 的 气 割法加 工 碳 钢 和 低合 金 结 构 钢。至 8 0 年代 末,在 美国 等离 子弧 切割 和 气 割的 加 工 量 已 各 占 5 0 %,在 瑞 典 等离子 弧 切 割 比 重也 已 占 3 0 %,二、等 离 子 体 物 质 的 第 四 态各位明白,物 质 的 固 体、液体 和 气体状态 通 常称为 物 质 的三态。如果 将 第 三态 的 气体加热到 足 够高的温度,则 分 子就离 解 成原子。再继续升 温,原 子 中的电子就会脱离原 子 核 的引.力 而 成 为 带负 电的 自 由电子,同时原 子 核就 带 正 电 而成为 正 离 子,这 时气体 就呈 现 出 导电性。由 气体 离解 和 分 裂而 成 的 自 由 电子和 正 离子 以 及部分 原 子和 分 子 组 成 的、具有导电 性 的 混合物质,在物 理学 上 叫 做 等离 子 体、是继 气 体 之 后 的物 质第四 态。三、等离 子 电 弧 的 形成及 其 特 性1.等离 子 电 弧 的 形成.下 业上 获 得 等离 子 休 的 一 种 方法是借助 弧放 电作用,常.见 的焊 接 电弧就 是通过 弧 放电形成的等离 子体。不 过,一 般 手 工焊电弧的 弧柱 可 在 空 气 中自 由 膨胀,电 离 度 尚 不 高,故 温 度 也 不 是很 高。若 把电 弧稍加 压 缩,如钨 极 氮 弧 因其周 围受氨 气 流的 轻 度 压 缩 作用,弧 柱 截 面 缩 小,其 摄 度 就 大 大 增 高,可 达功 o o 0 K 以 上.但 随着电 流 的 增 加,氢 弧的 弧 柱 截 面仍会 增大,能 量 密 度 就难 以 继 续提 高。根据 上 述 现 象,为 加 强对电 弧 的 压 缩作 用,提 高其 电 离 程 度,使 之 具 有更 高 的 温 度,人 们 就 采 用 如 图】 所 示的特 种 装置,在电弧 四 周流过某种 气 体 ( 这 种气 体 称 为 工 作气体 ) 的 同 时让 电 弧 通 过 水 冷 喷 嘴 的 小孔。这 样 一 来,电弧就遭 受 机 械 压 缩、热收缩 和磁 收缩三 种 压缩 效 应:攀 { { {) ) )乡厂 务图1等离 子 电 弧的 形成l`电流线,工 件23