(完整word版)等离子切割知识

一．空气等离子切割机在我国的历史

1984年由日本大阪公司将A70型空气等离子切割机推广到我国。1985年有成都电焊机研究所进行仿制，并将全套资料卖给温州电焊设备总厂。所以到目前为止，国内多数切割机生产厂家都是采用“温州版”本（包括上海、温州、无锡、天津、常州东方等等）。

80年代末90年代初，常州部分公司开始认识到“温州版”的缺陷，于是对其进行改进。主要在控制电路（采用双向可控硅进行控制）、整机结构上作了相应的改动，使其性能更加稳定可靠。随着科技的飞速发展，技术的不断成熟。森淼公司工程师们在前面两代产品的基础上，结合用户实际使用情况，在经历了多次试验和实践后，终于开发出完全可以取代前两代产品的控制电路板！该控制电路有以下优点：A.引弧时间无须调节，不会因为电位器的松动而导致引弧时间的失控。B.控制部分采用先进可靠的双向可控硅控制，并对双向可控硅添加了保护装置，避免了双向可控硅易击穿的现象。C.控制程序为气先来，主接触器吸合，在确保接触器吸合的情况下，高频引弧电路工作，引弧成功，开始切割。避免了会出现控制混乱、接触器烧损的现象。D.在气、主电路、引弧三部分均有正常工作指示灯，如此检修起来故障部分一目了然。E.控制部分采用全数字电路，

大大提高了主控板的抗干扰能力！

因此，森淼公司对所有用户承诺：主机2年质保，控制板5年质保！

二．空气等离子切割的原理

等离子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。

等离子切割配合不同的工作气体可以切割各种氧气切割难以切割的金属，尤其是对于有色金属（不锈钢、铝、铜、钛、镍）切割效果更佳；其主要优点在于切割厚度不大的金属的时候，等离子切割速度快，尤其在切割普通碳素钢薄板时，速度可达氧切割法的5~6倍、切割面光洁、热变形小、几乎没有热影响区！

等离子切割发展到现在，可采用的工作气体（工作气体是等离子弧的导电介质，又是携热体，同时还要排除切口中的熔融金属）对等离子弧的切割特性以及切割质量、速度都有明显的影响。常用的等离子弧工作气体有氩、氢、氮、氧、空气、水蒸气以及某些混合气体。

等离子切割机广泛运用于汽车、机车、压力容器、化工机械、核工业、通用机械、工程机械、钢结构等各行各业！

三 . 等离子切割与火焰切割比较

a. 能量集中

等离子切割与火焰切割相比 , 具有较高的的热源能量密度 , 如下所示：

b. 速度快、效率高

等离子切割与火焰切割相比，具有更快的速度。以本公司

CUT-100 等离子切割机为例，当板材厚度为 b=5mm 时，等离子切割速度为火焰切割的 4 到 5 倍；当 b=15mm 时，等离子切割的速度为火焰切割的 2 到 3 倍左右。因此我们选择设备时既要达到理想的效率，又不能使设备造成浪费。一般以常用材料为出发点，按设备最大切割厚度的 50 %～60%选型较为合适。

c.切割性能

d. 等离子切割与火焰切割成本的分析：

大多数人认为，采用火焰切割比等离子切割要经济。其实不是这样的，采用空气等离子切割机进行切割，只要设备的选型合理，操作得当，在切割中薄板材时是非常经济实惠的。当然，等离子切割机的一次性投资比较大，但是使用成本要比氧气乙炔低 30 %～40%左右。以森淼公司CUT-100等离子切割机为例，将等离子切割与火焰切割10mm厚度的A3板作比较，具体数据如下：

从上表中可以看出，等离子切割机在切割薄板时切割成本远远低于氧气乙炔切割的成本，按一年 10 个月的切割量来计算的话，一年便可收回 CUT-100 等离子切割设备的全部设备款！e. 结论

在许多发达国家，采用等离子切割的方式进行中、薄板材的加工已接近所有切割方式的 50% ，因为无论从切割质量还是切割

效益，采用空气等离子切割机进行中薄板的加工都优于火焰切

割。可以预见，随着我过国民经济的发展，人们思想观念的变

化，企业技术改造的力度加大，用等离子切割取代火焰切割的

比例必将会进一步加大！

等离子割炬的保养

1. 正确地装配割炬

正确、仔细地安装割炬，确保所有零件配合良好，确保气体及冷却气流通。安装将所有的部件放在干净的绒布上，避免脏物粘到部件上。在O型环上加适当的润滑油，以O 型环变亮为准，不可多加。

2．消耗件在完全损坏前要及时更换

消耗件不要用完全损坏后再更换，因为严重磨损的电极、喷咀和涡流环将产生不可控制的等离子弧，极易造成割炬的严重损坏。所以当第一次发现切割质量下降时，就应该及时检查消耗件。

3．清洗割炬的连接螺纹

在更换消耗件或日常维修检查时，一定要保证割炬内、外螺纹清洁，如有必要，应清洗或修复连接螺纹。

4．清洗电极和喷咀的接触面

在很多割炬中，喷咀和电极的接触面是带电的接触面，如果这些接触面有

脏物，割炬则不能正常工作，应使用过氧化氢类清洗剂清洗。

5．每天检查气体和冷却气

每天检查气体和冷却气流的流动和压力，如果发现流动不充分或有泄漏，应立即停机排队故障。

6．避免割炬碰撞损坏

为了避免割炬碰撞损坏，应该正确地编程避免系统超限行走，安装防撞装置能有效地避免碰撞时割炬的损坏。

7．最常见的割炬损坏原因

（1）割炬碰撞。

（2）由于消耗件损坏造成破坏性的等离子弧。

（3）脏物引起的破坏性等离子弧。

（4）松动的零部件引起的破坏性等离子弧。

8．注意事项

（1）不要在割炬上涂油脂。

（2）不要过度使用O形环的润滑剂。

（3）在保护套还留在割炬上时不要喷防溅化学剂。

（4）不要拿手动割炬当榔头使用。

如何延长消耗件的使用寿命

1. 保证等离子正确的气压和流动

等离子体正确的气压和流动对消耗件的使用寿命非常重要。如果气压太高，电极的寿命就会大大减少；气压太低，喷嘴的寿命就会受到影响。

2. 采用合理的割距

按照使用说明书的要求，采用合理的切距，切距即切割喷嘴与工件表面的距离，当穿孔时，尽量采用正常切距的2倍距离或采用等离子弧所能传递的最大高度。

3. 穿孔厚度应在机器系统的允许范围内

切割机不能在超过工作厚度的钢板上穿孔，通常的穿孔厚度为正常切割厚度的1/2（100A以下），例：100A的系统定为切割1英寸（约25mm）的碳钢，该系统穿孔厚度应为0.5英寸（约12.5mm）。

4. 喷嘴不要过载使用

让喷嘴过载（即超过喷嘴的工作电流），将使喷嘴很快损坏。电流强度应为喷嘴的工作电流的95％为宜。例如：100A的喷嘴的电流强度应设定为95A。

5. 保持等离子气体的干燥和洁净

等离子系统需要干燥和洁净的等离子气体才能正常工作，脏污的气体通常是气体压缩系统的问题，它会缩短消耗件的使用寿命，造成非正常损坏。测试气体质量的方法是将割炬设在测试状态，在其下方放一面镜子，消耗割炬内的气体，如果在镜子上出现水气和雾状物，则需要查明原因并改正。

6. 切割应从边缘开始

尽可能从边缘开始切割，而不要穿孔切割。采用边缘作为起始点会延长消耗件的寿命，正确的方法是将喷嘴直接对准工件边缘后再启动等离子弧。

7. 避免等离子弧拉长扩展

如果等离子弧只有拉长扩展才能接触到工件表面，等离子弧在切割开始和结束时均会产生这种拉伸和扩展，这将造成喷嘴非正常的损坏。如果采用

正确的边缘起点技巧，选用合适的“断弧”信号时间，这个问题就能避免。

8. 减少不必要的“起弧（或导弧）时间

起弧时喷嘴和电极的消耗都非常快，在开始前，应将割炬放在切割金属行走距离内。

9. 在保护壳上涂抹防溅化学涂料

防溅化学涂料有助于减少熔渣堆积在保护壳上。但一定要将保护壳从割炬上取下后才能涂防溅涂料。

10. 清除保护壳上的熔渣

应经常清除在割炬保护壳上的熔渣，否则这种熔渣将引起有破坏性的重等离子弧。

11. 更换消耗件后清除气体

在更换消耗件或较长时间的停机后，应清除气体（2-3分钟为宜），以保证将水和雾气从割炬中排出。

12. 尽量保持割炬和消耗件清洁

在割炬和消耗件上的任何脏物都会极大地影响等离子系统的功能。更换消耗件时要将其放在干净的绒布上，要经常检查割炬的连接罗纹，用过氧化氢类清洁剂清洗电极接触面和喷嘴。

13. 清除空气或氧气喷嘴上的氧化物

当选用空气或氧气等离子时，喷嘴内会沉积氧化物，这种氧化物会影响气流和减少消耗件的寿命。用干净的绒布擦喷嘴内侧的可消除氧化物。

14. 采用软化水注入割炬

硬水会造成喷嘴环上沉淀金属杂质，这将影响气流流动，降低割炬质量并

缩短消耗件寿命。

15. 每天检查气流和冷却流

最常见的割炬损坏的原因之一是缺少冷却流，需要经常检查至割炬的气流和气压（如是气冷）或冷却液（如是水冷），如果发现气流不够或泄露时，应立即停机排除故障。

如何选择等离子切割设备

等离子切割设备目前已广泛运用于汽车、机车、压力容器、航空航天、核工业、造船、钢结构等各行各业！等离子切割机由于其切割范围广（可以切割不锈钢、铝、铜、钛、普通碳钢等各类有色金属），在某些特定的领域甚至已经可以完全取代氧气乙炔切割的方式！

您是否因为需要经常维修和维护工作而采购一台切割机；是否在从事一些工作项目，而这些项目需要一台高性能的切割设备的；或者您需要一种新装备来代替你现在所使用的电锯？以上所有的情况，都足以让你考虑等离子切割。目前成本低廉，外形更加小型化和便携化的机械充斥着市场，更新的技术提升了收益，并且更加容易操作使用，所以，可能是你拿出时间

和资金来考虑等离子切割设备的时候了。等离子切割使用简单，切割效果优秀，工作速度快，效率高。

1 什么是等离子切割技术？

等离子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。

2 等离子切割和火焰气体切割如何比较？

等离子切割只能在能作为导体的金属上才有效———低碳钢，铝材和不锈钢是典型的例子。在切割低碳钢的时候，操作人员将会体验到更高速，更深的切割效果。

火焰气体切割通过燃烧高温切割，或者通过氧化切割金属。因此，其应用的范围被局限到了钢材这一类能使用氧化技术处理的黑色金属内。像铝，不锈钢一类的金属会生成氧化物约束进一步的氧化。这就使得传统的火焰气体切割不可能处理这一类材料。等离子切割，并不依耐于氧化处理，因此可以有效的切割铝，钢，和其他一些导电金属。

而且不同种类的气体都能被用在等离子切割，目前大多数的人都使用压缩空气来进行等离子切割。在大多城市都可以买到空气压缩机，因此，等离子切割不需要可燃气体和压缩氧气等气体作为操作气体。

3 我能用等离子切割做什么？

等离子切割是切割钢材和厚度低于 1 英寸的有色金属的理想切割方式。火焰气体切割要求操作人员小心的控制切割的速度以保持氧化处理。等离子切割在这方面的弹性更大一些。等离子切割在一些方面的应用非常出色，例如切割金属薄板，这在使用火焰气体切割的时候是不可能达到的。另外，和机械式的切割方式相比较，等离子切割的速度要快得多，更容易进行非线性切割。在切割铝、铜、不锈钢等金属材料更是等离子切割机的强项！

4 有什么等离子切割无法完成，而火焰气体切割可以做到的？

在切割厚板时等离子切割要比火焰气体切割昂贵，火焰气体切割不需要连接电源和压缩空气，这对一些用户来说更容易使用。火焰气体切割在切割钢材更厚的部分的时候要比等离子切割更快。但是等离子切割机在切割中薄板材时切割速度远远快于火焰切割，而且效率更高，效果更好！

5 在采购等离子切割机的时候该如何选择？

一旦你觉得了等离子切割是适合你的选择，可以参考以下的一些内容：

5.1 确定你最通常要切割的金属的厚度

需要确定的第一个因素是通常要切割的金属的厚度。大多数的

等离子切割机电源是通过切割能力和电流大小定额的。因此，

如果你通常切割的都是薄金属，你应该考虑低电流的等离子切

割机。还有，尽管小型的机器都切割特定厚度的金属，但是可

能切割质量无法保证，相反的，你还可能得到几乎没有切割穿

的结果，还会残留无用的金属残渣。每台机器都会有设定的最

佳切割厚度范围——要确保设定是适合你的要求的。总的来

说，等离子切割机选型必须要在极限切割厚度的基础上乘上

60% ，这样才是这台设备正常切割的厚度（可以保证切割效果）。

当然越薄切割效果和速度也就越快，越厚的话切割效果和切割

速度也就下降了。

5.2 选择设备的负载持续率

如果你是要进行长时间的切割或者自动设定的切割，确保检查

机器的工作负载持续率。负载持续率简单来说就是设备工作到

过热需要冷却之前的持续工作时间。工作负载持续率通常是以

10 分钟为一个标准按百分比来确定的。举个例子。 100 安培

的电流 60% 的工作负载循环是指你可以在 100 安培的电流输

出下持续的切割 6 分钟（按 10 分钟为 100% ）。工作负载循

环越高，你可以持续切割的时间就越长。

6 这种机器能提供在高频启动的选择吗？

大多数等离子切割机都会有一个引导弧，利用高频来引导电流通过空气。然而，高频会干扰附近的电子设备，包括计算机。因此，可以消除这些高频潜在问题的启动方式就可能会是相当有利的。

7 损耗和寿命的比较

等离子切割炬上有各种外部零件需要更换，通常我们称之为耗材。你需要寻找的机器，应该是使用耗材最少的。更少的耗材意味着节约成本。举个例子， Lincoln 电子的 Pro-Cut 的切割炬只有 3 种前部零件，只有其中2 种需要更换：电极和喷嘴。