等离子加工♏等离子加工技术

等离子切割机原理：等离子切割机的原理是等离子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。等离子切割机是借助等离子切割技术对金属材料进行加工的机械。

大家好，今天微星自动化小编关注到一个比较有意思的话题，就是关于等离子加工的问题，于是微星自动化小编就整理了4个相关介绍等离子加工的解答，让我们一起看看吧。

文章目录：

1. 等离子切割原理
2. 等离子弧加工的分类
3. 等离子切割有哪些切割方法?
4. 等离子弧加工的原理

一、等离子切割原理

等离子切割原理：离子体是物质存在的第四种状态。如冰随着温度的升高由固态转为液态（水），再加热转为气态，继哗做续加热至一定温度，则转变成等离子态（即等离子体）。等离子体中带负电荷的电子与带正电荷的离子处于平衡状态，它可以通过很大的电流，因而具有很高的能量密度和极高的温度。控制等离子弧的能量密度、温度和运行速度等，可以对金属进行切割、焊接和喷涂。等离子弧切割是利用等离子弧将被切割的金属加热至熔化状态，然后再利用辅助气体将熔化的金属吹开，达到切割目的被压缩的等离子弧温度一般在10000～15000℃，经水再压缩的温度最高可达50000℃，所以弧的能量密度相当高，切割厚度为δ20mm以下的薄板时，具有速度快、变乱渣衡形小、精度高、断面光洁度高等优点。

等离子弧流从喷嘴射出后，气能量密度、流速和温度都迅速下降，如工作电流为200A时，距离喷嘴口10mm处的等离子弧流速是1040mm/s，而在20mm处迅速降至为760mm/min，这就造成了切割时在板厚方向温度分布不均匀，容易造成切口上方熔化下方挂渣、上宽下窄的缺陷，随着切割厚度的增加这种现象越加严重，并且切割速度和切割质量梁饥亦急剧下降。所以等离子弧切割法比较适用于薄板切割，但可以切割的材质相当广泛，几乎包括所有导电的金属材料，如高合金钢、铜、铝等

二、等离子弧加工的分类

按电极的不同接法，等离子弧分为转链肢移型弧、非转移型弧、联合型弧三种。

电极接负极、喷嘴接正极产生的等离子弧称为非转移型弧。用于焊接或切割较薄的材料。

电极接负极、焊件接正极产生的等离子弧称为转移型弧。适用于焊接、堆焊或切割较厚的材料。

电极接负极、喷嘴和焊件同时接正极．则非转移弧和转移弧同时存在，称为联合型弧。适用于微弧等离子焊接和粉末材料的喷焊。

等离子弧按导电方式可分为非转移型、转移型和混合型3种（见图）。它们的区别主要是：非转移型的电源正极接喷嘴，而转移型电源正极接工件（一般先按非转移型接线产生等离子弧后再过渡到转移型）,混合型的电源正极同时接喷嘴和工件。这3种方式一般都使用具有直流陡降外特性的电源。空载电压高低与使用的气体有关，若使用氩时，空载电压为65～100伏，而使用氮或氢时为250～400伏。

转移型等离子弧温度高(10000～52000℃）,有效热利用率高，主要用于切割、焊接(见等离子弧焊)和熔炼金属。切割的金羡仔属有铜、铝及其合金、不锈钢、各种合金钢、低碳钢、铸铁、钼和钨等。常用的切割气体为氮或兄唤汪氢氩、氢氮、氮氩混合气体。常用的电极为铈钨或钍钨电极，采用压缩空气切割时使用的电极为金属锆或铪。使用的喷嘴材料一般为紫铜或锆铜。切割不锈钢、铝及其合金的厚度一般为 3～100毫米，最大厚度可达250毫米。70年代后，又发展了双层气体等离子弧切割、笔式微束等离子弧切割和水压缩等离子弧切割等，这些方法能减小工件的切缝宽度，提高切割质量。

非转移型等离子弧温度最高可达18000℃,主要用于工件表面喷涂耐高温、耐磨损、耐腐蚀的高熔点金属或非金属涂层，也可以切割薄板金属材料，还可以作为金属表面热处理的热源。混合型等离子弧主要用于微束等离子弧焊接和粉末堆焊。

三、等离子切割有哪些切割方法?

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。

等离子切割方法除一般形式外，派生出的形式还有水压缩等离子切割等。最常用的方法是一般等离子切割和空气等离子切割。

1、一般切割

一般的等离子切割不用保护气，工作气体和切割气体从同一喷嘴内喷出。引弧时，喷出小气流离子气体作为电离介质；切割时，则同时喷出大气流气体以排除熔化金属。

2、空气切割

空气等离子切割一般使用压缩空气作为离子气，这种方法切割成本低，气源来源方便。压缩空气在电弧中加热、分解和电离，生成的氧气切割金属产生化学，加快切割速度。充分电离了的空气等离子体的热高，因而电弧的能量大，切割速度快。

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。

空载电压和睁丛弧柱电压：

等离子切割电源，必须具有足够高嫌宏的空载电压，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。

提高弧柱电芹早册压，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。弧柱电压往往通过调节气体流量和加大电极内来达到，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。

四、等离子弧加工的原理

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等离子弧切割与焊接是现代科学领域中的一项新技术。它是利用温度高达15000~30000℃的等离子弧来进行切割和焊接的工艺方法。这种新的工艺方法不仅能对一般材料进行切割和焊接，而且还能切割和焊接一般工艺方法难以加工的材料。 电弧就是中性气体电离并维持放电的现象。若使气体完全电离，形成全部由带正电的正离子和带负电的电子所组成的电离气体，就称为等离子体。

一般的焊接电弧是一种自由电弧，弧柱的截面随功率的增加而增大，电弧中的气体喊衫电离不充分，其温度被限制在5730~7730℃。若在提高电弧功率的同时，对自由做塌电弧进行压缩，使其横截面减小，则电弧中的电流密度就郑胡腔大大提高，电离度也随之增大，几乎达到全部等离子状态的电弧叫等离子弧。

对自由电弧进行的压缩作用称为压缩效应。压缩效应有如下三种形式：

1）、机械压缩效应

在钨极（负极）和焊件（正极）之间加上一个高电压，使气体电离形成电弧，当弧柱通过特殊孔形的喷嘴的同时，又施以一定压力的工作气体，强迫弧柱通过细孔，由于弧柱受到机械压缩使横截面积缩小，故称为机械压缩效应。

2）、热收缩效应

当电弧通过喷嘴时，在电弧的外围不断送入高速冷却气流（氮气或氢气等）使弧柱外围受到强烈冷却，电离度大大降低，迫使电弧电流只能从弧柱中心通过，导致导电截面进一步缩小，这时电弧的电流密度大大增加，这就是热收缩效应。

3）、磁收缩效应

由于电流方向相同，在电流自身产生的电磁力作用下，彼此互相吸引，将产生一个从弧柱四周向中心压缩的力，使弧柱直径进一步缩小。这种因导体自身磁场作用产生的压缩作用叫“磁收缩效应”。电弧电流越大，磁收缩效应越强。

自由电弧在上述三种效应作用下被压缩得很细，在高度电离和高温条件下，电弧逐渐趋于稳定的等离子弧。

到此，以上就是微星自动化小编对于等离子加工的问题就介绍到这了，希望介绍关于等离子加工的4点解答对大家有用。