等离子弧切割工艺

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1、等离子弧切割工艺等离子切割适合于所有金属材料和部分非金属材料，是切割不锈钢、铝及铝合金、铜及铜合金等有色金属的有效方法。最大切割厚度可达到180～200mm。目前已用切割厚度35mm以下的低碳钢和低合金结构钢。厚度25mm以下的碳钢板切割时，采用等离子弧切割双氧-乙炔切割快5倍左右；而对于大于25mm的板切割时，氧-乙炔切割速度快些。1．气体选择等离子弧切割工作气体既是等离子弧的导电介质，同时还要排除切口中的熔融金属，因此对等离子弧的切割特性以及切割质量和速度有明显的影响。等离子弧切割在生产中通常使用的离子气体有N2、Ar、N2+H

2、2、N2+Ar，也有用压缩空气、氧气、水蒸气或水作为产生等离子弧的介质。离子气的种类决定切割时的弧压，弧压越高切割功率越大，切割速度及切割厚度都相应提高。但弧压越高，要求切割电源的空载电压也越高，否则难以引弧或电弧在切割过程中容易熄灭。各种工作气体在等离子弧切割中的适用性见表1，等离子弧切割常用气体的选择见表2。表1各种工作气体在等离子弧切割中的适用性气体主要用途备注Ar，Ar+H2Ar+N2Ar+N2+H2切割不锈钢、有色金属及其合金Ar仅用于切割薄金属N2N2+H2切割不锈钢、有色金属及其合金N2作为水再压缩等离子弧的工作气体也

3、可用于切割碳素钢O2（或粗氧）空气切割碳素钢和低合金钢，也用于切割不锈钢和铝重要的铝合金结构件一般不用 表2等离子弧切割常用气体的选择工件厚度/mm气体种类及含量空载电压/V切割电压/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是一种广泛采用的切割离子气，氮气的热压缩效应比较强，携带性好，动能大，价廉易得，是一种被广泛应用的切割气体。但

4、氮气用作离子气时，由于引弧性和稳弧性较差，需要有较高的空载电压，一般在165V以上。氢气的携热性、导热性都很好，所需分子分解热较大，故要求更高的空载电压（350V以上）才能产生稳定的等离子弧。由于氢气等离子弧的喷嘴很易烧损，因此氢常作为一种辅助气体而被加入，特别是大厚度工件切割时加入一点氢对提高切割能力和改善切口质量有显著成效。用工业纯氩作为切割气体，只需要用较低的空载电压（70～90V），但切割厚度仅在30mm以下，且由于氩气费用较高，不经济，所以一般不常使用。N2、H2、Ar任意两种气体混合使用，比任何一种单一气体使用时效果好，

5、因它们可以相互取长补短，各自发挥其特长。其中尤以Ar+H2及N2+H2混合气体切口质量和切割效果最好。切割较大厚度时，用N2+H2混合气体。我国实际生产上由于氮气价格低廉，所以大多用氮气作为切割气体。压缩空气作离子气时热焓值高，电弧电压100V以上，电源电压200V以上，在切割30mm以下厚度的材料时，有取代氧-乙炔火焰切割的趋势。几种常用等离子弧切割法的适用材料和实用切割厚度见表3。 表3几种常用等离子弧切割法的适用材料和实用切割厚度切割方法适用性实用切割厚度/mm不锈钢铝及铝合金碳素钢、低合金钢 Ar+H2等离子弧好好差（一般不

6、选用）不锈钢：4～150铝及铝合金：5～85N2等离子弧好一般差（一般不选用）0.5～100N2-水再压缩等离子弧好好一般不锈钢、铝合金：1～100低碳钢：6～50O2-水再压缩等离子弧一般差（一般不选用）好6～25.4空气等离子弧一般一般好低碳钢、低合金钢：0.1～30铝、铜：0.1～50O2等离子弧一般一般好低碳钢、低合金钢：0.5～32不锈钢、铝合金：0.5～50注：切割低碳钢以O2等离子弧、O2-水再压缩等离子弧切割法最为适宜。 采用上述气体时应注意的事项如下。①氮气中常含有氧气等杂质，随气体纯度的降低，钨极的烧损增加，会引

7、起工艺参数的变化，使切割质量降低。钨极与工件之间的距离增大，容易产生双弧，烧坏喷嘴，致使切割过程中断。氮气的纯度应在99.5%以上。②用氢气作为切割气体时，一般是使非转移弧在纯N2或纯Ar中激发，等到转移型弧激发产生后3～6s再开始供应H2为好，否则非转移型弧将不易引燃，影响切割的顺利进行。③H2是一种易燃气体，与空气混合后很易爆炸，所以储存H2的钢瓶应专用，严禁用装氧的气瓶来改装。另外，通氢气的管路、接头、阀门等一定不能漏气。切割结束时，应先关闭氢气。 2．切割工艺参数等离子弧切割的工艺参数包括切割电流、切割电压、切割速度、气体流

8、量以及喷嘴距工件的高度。各种不同厚度材料的等离子弧切割工艺参数见表4。水再压缩等离子弧切割有色金属、高合金钢和碳钢的工艺参数见表5和表6。表4各种不同厚度材料的等离子弧切割工艺参数材料工件厚度/mm喷嘴孔径/mm空载电压/V切割电流/