什么是等离子弧切割？

等离子弧切割是利用等离子弧热能实现金属熔化的切割方法。根据切割气流种类不同，分为氮等离子弧切割、空气等离子弧切割和氧等离子弧切割等。

切割用等离子弧温度一般在1万～1. 4万℃之 间，超过所有金属以及非金属的熔点。切割时等离子弧的高温能将被割材料迅速熔化，并随即用高速的离子气流将熔化的材料排开形成割口。与氧乙炔焰切割相比， 等离子弧的切割过程不是依靠氧化反应而是靠熔化来切割材料，因而比氧乙炔切割的适用范围大得多，能够切割绝大部分金属和非金属材料。等离子弧除了可以切割 碳钢及低合金钢外还可以切割氧乙炔焰不能切割的材料如铝合金、不锈钢等。

2 等离子弧切割工艺为何要选择离子气种类？

离 子气种类决定切割电压。电流相同时，电压越高切割厚度及切割速度也越大。当切割大厚度工件时，通过改变离子气成分提高切割电压比提高警惕电流更为有效。但 应注意切割电压超过电源空载电压的2/3时容易熄弧，因此，电源空载电压应是弧压的两倍。切割时常使用的离子气有氮气，弧压约150～200V，切割厚度 小于120mm；氮氩混合气，弧压约120～200V，切割厚度小于150mm；氮氢混合气，弧压约180～300V，切割厚度小于200mm；氩氢混合气，弧压约150～300V，切割厚度小于200mm。另外，空气弧压110～150V，由于其价廉，取用方便，广泛用于切割30mm以下材料。

3 与等离子弧焊枪相比，等离子弧割枪有何特点？

等 离子弧割枪的基本设计与等离子弧焊枪相似，两者之间的主要区别在于：割枪喷嘴的孔道比要比焊枪喷嘴的孔道比大得多。这样设计的目的是使割枪工件时能够从喷 嘴出更高速度的离子气焰流，利用这种高速度的离子气焰流熔化母材并吹掉熔融金属而形成切口。由于高速的离子气对割枪喷嘴有较强的冷却作用，所以割枪喷嘴无 须用水冷却，但一般80A以上的割枪要用水冷却电极。等离子割枪基本零件及术语如图1所示。

4 切割用等离子电弧是如何引燃的？君科等离子弧切割设备的基本原理是什么？

等 离子弧切割采用直流正极性，即工件接电源的正极。切割金属时采用转移弧，引燃转移弧的方法与割枪有关。割枪分有维弧割枪及无维弧割枪两种，有维弧割枪如图 2所示。无维弧割枪无图中电阻R支路，其余与有维弧割枪相同。电阻R的作用是限制电流，将维弧电流限制在能够顺利引燃转移弧的底值。高频引弧器用来引燃 维弧。引弧时，接触器触点闭合，嘴喷出的等离子焰流接触到工件便形成电极至工件间的通路，使电弧转移至电极与工件之间。一旦建立起转移弧，维弧自动熄灭。 无维弧割枪引弧时，将喷嘴与工件接触，高频引弧器引燃喷嘴与工件之间的非转移弧。非转移弧引燃后，就迅速将割枪抬起3～5mm，使喷嘴脱离导电通路，电弧 便转移至电极与工件之间。自动割枪需采用有维弧结构。60A以下手动割枪常采用无维弧结构，60A以上手动割枪采用有维弧结构。

除使用高频引弧器外，有的割枪上的电极是可以移动的，此类割枪可以使用电极回抽法引弧，如图3。图中分流器是绝缘陶瓷，引弧时，将割枪上的电极与喷嘴短路后就迅速分离，引燃电弧。

5 与氧乙炔焰及机械切割相比，等离子弧切割有何优缺点？

与机械切割相比，等离子弧切割具有切割厚度大、切割灵活、装夹工件简单及可以切割曲线等优点。与氧乙炔焰相比，等离子弧具有能量集中，切割变形小及起始切割时不用预热等优点。

等离子弧切割具有的缺点是：与机械切割相比，等离子弧切割公差大，切割过程中产生弧光辐射、烟尘及噪声等公害。与氧乙炔焰相比，等离子弧切割设备费较贵。

6 何谓空气等离子弧切割？空气等离子弧切割有何特点？

空 气等离子弧切割是指用压缩空气作离子气，用压缩空气电离后产生的电弧热进行切割的切割方法。在电场作用下，电离了的空气等离子体热焓值高，因而电弧能量大 切割速度快。这种方法既可以切割铝合金等有色金属，也可以切割不锈钢、碳钢。而且这种方法切割成本低，气体来源方便，是目前我国使用最多的一种切割方法。

7 切割碳钢时，应该选用氧乙炔焰切割还是选用空气等离子弧切割？

当板厚小于30mm时，用空气等离子弧切割较好；板厚大于30mm时，用氧乙炔焰切割较好。

空气等离子弧切割机是按电流等级分档的。使用80A以上空气等离子弧切割机，切割时产生的粉尘、噪声等对环境造成严重的污染，所以应采取防护措施，采用有抑制污染功能的自动等离子弧切割方法，如水面下切割。

图４是70A空气等离子弧切割机与氧乙炔焰切割的速度对比，根据图4，当工件厚度为12mm时，空气等离子弧切割速度是氧乙炔焰切割速度的2倍。当工件厚度9mm时，切割速度是氧乙炔焰切割速度的3倍。由于切割速度快，人工费用相对降低，加之压缩空气价廉易得，空气等离子在切割板厚30mm以下碳钢时比氧乙炔焰切割更具有优势。但切割厚度超过30mm时，不如使用氧乙炔焰切割。

8 何谓水下切割？

水下切割是将被割工件置于水面下75mm左右的自动等离子弧切割方法，该方法可以有效地抑制等离子弧切割过程中产生的烟尘、弧光及金属蒸气等公害，特别适合大电流切割。

进行水面下切割需有蓄水槽，蓄水槽水面下放置切割工作台，工作台由多个排列有序的尖顶形钢构件组成，被割工件放置在该工作台之上，选用尖顶形钢构件的目的是使切割工作台具有容纳铁屑、渣的能力。

9 进行手工空气等离子弧切割时，需要配备哪些设备？

空气等离子弧切割主要由供气装置、直流电源以及割枪几部分组成，图５是空气等离子弧切割示意图。

供气装置的主要设备是一台1.5～2.2kW的空气压缩机，切割时所需气体压力为0.3～0.6MPa。直流电源具有陡降或缓降特性。

气源为割枪提供离子气，为了提供高流速的切割用离子气，气源出口压力远高于焊接用气源。

10 如何选择空气等离子弧设备?

空气等离子弧切割设备主要由气路、直流电流源及割枪组成，设备按电流分档，用户要根据切割板材的厚度选择相应档次的切割机。下表君科列出了常用电流档次的推荐切 割厚度。生产厂家在其产品说明书中也给出切割厚度的参考值，有的数据可能比推荐数据大。用户应注意的是：同一台切割机切割厚度越大，切割速度越慢。如70A切割机，切割厚度为35mm中碳钢时，切割速度仅为100mm/min。切割速度慢不仅降低生产效率而且也降低切割质量，如出现割缝宽，背面挂渣等质量问题。如仅从提高切割质量的角度出发，在保证切透的情况下，切割速度越快越好。

表   空气等离子弧切割常用材料厚度参考值    （单位：mm）

11 电流档次相同的切割机，切割厚度都一样吗?

不 一定相同。切割厚度不仅与电流有关，而且与切割时电压有关。切割电压主要由割枪及切割气流量决定。现在生产切割机的厂家较多，生产相同电流档次的切割机 时，不同厂家可能选用不同的割枪及气路，造成切割电压有所差异。电流相同时，切割电压越大切割厚度也越大，但出厂说明一般只标注空载电压，不标注切割电 压，一般30～100A空气等离子弧切割机的切割电压在110～150V之间。