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等離子弧切割方法

時間:2022-11-20 點(diǎn)擊:0

在切割不同材料時,須根據(jù)被切割材料的品種和對切口質(zhì)量的要求選擇相應(yīng)的等離子弧切割。常用的幾種等離子弧氣體元素的物理性質(zhì)如表所示:

 

 

 
密度(g/cm3)
沸點(diǎn)(℃)
比熱(cal/g ℃)
導(dǎo)熱系數(shù)(cal/cms ℃)
Ar
1.784×10-3
-185.7
0.125
0.416×10-4
H2
0.09×10-3
-252.61
3.45
4.06×10-4
N2
1.25×10-3
-195.8
0.247
0.6×10-4
O2
1.429×10-3
-218.83
0.218
0.59×10-4
1、  氬-氫等離子弧切割
   氬-氫等離子弧切割的離子氣,以氫氣為主,加入20-35%的氫作為輔助氣體,由于氬氣是惰性氣體,即使在電弧高溫下也不與金屬材料進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),因此能很好地保護(hù)切口處的材質(zhì)不變,另一方面,氬氣的引弧性和穩(wěn)弧性都很好,可保持電弧穩(wěn)定。但是,由于使用惰性氣體,熔瘤不易脫離,與其它等離子弧切割機(jī)相比,其無渣切割條件區(qū)較窄。在切割5mm以下的薄板時,切口常附有大的熔瘤。切割速度約為其它等離子弧切割方法的一半。
2、  氮?dú)獾入x子弧切割
   氮?dú)獾入x子弧在歐美國家已普遍用于非鐵金屬的切割。由于用氮做等離子氣,切口表面因產(chǎn)生氮化層而改變顏色。在切割不銹鋼時,可獲得良好的切口;切割鋁時,切口較粗糙,切口上亦因氮化而變色。使用的切割電流從10A到1000A,最大切割厚度可達(dá)100mm。
   與氬-氫等離子弧相比,氮?dú)獾入x子弧的除渣條件范圍較寬,所以不易產(chǎn)生熔瘤。切割不銹鋼時,如果工藝參數(shù)不當(dāng),氮化后變?yōu)楣腆w的熔瘤粘附在鋼板上,使除渣很麻煩。
   在噴咀耐用性方面,在各種等離子弧切割方法中,氮?dú)獾入x子弧切割具有在噴咀較粗糙時仍可使用的特點(diǎn)。
   切割普通板材時,因切口被氮化,而熔瘤又以細(xì)蠶狀粘附,只在快速切割時切口良好,故通常情況下不采用。
   氮?dú)獾入x子弧主要用于切割不銹鋼,由于使用方便,因而也多用于手工切割。此外還用作海底油管、螺旋管等連續(xù)生產(chǎn)線的切割。
   作為氮?dú)獾入x子弧的一種變型,是在電弧周圍通以CO2,這樣可使脫渣性變好;另一種變型是噴水式,即將水直接噴在弧柱上,以增加電弧集中性及減少熔瘤。噴水式的缺點(diǎn)是割炬結(jié)構(gòu)復(fù)雜,能量損失多。
3、  氧氣等離子弧切割
   氧氣等離子弧是用氧作離子氣,在切割要素中增加了氧化燃燒反應(yīng),用于不銹鋼和鋁時切口非常粗糙,不能使用。然而切割普通鋼材時可以獲得良好切口,不必?fù)?dān)心切口氮化。由于氧的反應(yīng)強(qiáng)烈,所以不粘附熔瘤,不僅切割普通鋼材如此,切割不銹鋼及鋁也一樣。由于氧氣等離子弧切割脫渣條件范圍寬,所以使用最方便。由于利用了氧化燃燒反應(yīng),其切割速度比其它等離子弧快,對于一般的厚度,切割速度都在1m/min以上。
   采用氬-氫等離子弧、氮?dú)獾入x子弧、氧氣等離子弧三種方法切割不銹鋼,當(dāng)電流為250A時,板厚與切割速度關(guān)系示于圖6,可供參考。
   氧氣等離子弧切割主要用于普通鋼材,由于切割速度快,通常將割炬裝在數(shù)控切割機(jī)、光電跟蹤切割機(jī)上,而不適用于手工操作。
4、  空氣等離子弧切割
   由于空氣是氮與氧的混合氣,所以其特征介于氧氣等離子弧與氮?dú)獾入x子弧之間。
   例如,不銹鋼的切口沒有氧氣等離子弧那樣的粗糙,但卻因氮化而變黑,與氧氣等離子弧一樣,脫渣的條件范圍寬,熔瘤少。切割速度雖然比氧氣等離子弧慢10-15%,但在等離子弧切割方法中仍是較快的。
   用于切割普通碳鋼時,因切口氮化,可能給焊接帶來問題,需要注意。
空氣等離子弧切割對于薄板和厚板的切割,既方便又經(jīng)濟(jì),現(xiàn)在正逐漸成為主要的切割方法。

 

 

 
氬-氫等離子弧
氮?dú)獾入x子弧
空氣等離子弧
氧氣等離子弧
除渣條件范圍
稍窄
稍寬
熔瘤的剝離子性
不好
不好,特別是不銹鋼切割,氮?dú)夂茈y處理
較好
切割速度
較慢
較快
實(shí)用可切的厚板
4~150mm
0.5~100mm
0.5~40mm
0.5~40mm
電極壽命
稍短
電極材料
鋯、鉿
 

 

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