5等离子切割工艺详解
等离子切割技术
等离子切割技术等离子切割技术是一种先进的金属加工技术，它通过将等离子束聚焦在工件表面，利用等离子束的高温和高能量来切割、钻孔和打孔。
这项技术具有精度高、速度快、效率高等优点，在工业生产中得到了广泛应用。
等离子切割技术的原理是利用等离子束的高能量和高速度，使工件表面的材料在瞬间蒸发，从而实现切割的目的。
等离子束是由等离子体中带电粒子组成的一个高能量束流，它的能量可以达到数千度甚至数万度，足以将金属材料加热到融点以上。
当等离子束聚焦在工件表面时，会形成一个高温高能量的等离子区域，使工件表面的材料瞬间蒸发。
通过控制等离子束的聚焦点和切割速度，可以实现对工件进行精确的切割。
等离子切割技术具有许多优点。
首先，它可以实现对各种金属材料的高精度切割。
不论是钢铁、铝合金还是不锈钢，等离子切割技术都能够轻松应对。
其次，等离子切割技术的切割速度非常快，可以大大提高生产效率。
相比传统的机械切割方法，等离子切割技术可以节省大量的时间和人力成本。
此外，等离子切割技术还可以实现对复杂形状的切割，具有很强的灵活性。
无论是直线切割、弧形切割还是不规则形状的切割，等离子切割技术都能够满足需求。
然而，等离子切割技术也存在一些不足之处。
首先，等离子切割技术对切割材料的要求较高。
因为等离子切割技术是通过将材料加热到融点以上来实现切割的，所以对材料的熔点和导热性能有一定要求。
其次，等离子切割技术在切割过程中会产生大量的热量和火花，需要进行有效的排烟和防火措施。
此外，等离子切割技术的设备和操作要求较高，需要专业的技术人员进行操作和维护。
尽管存在一些不足之处，但等离子切割技术在金属加工领域的应用前景广阔。
随着科技的不断发展和创新，等离子切割技术将会更加成熟和普及，为工业生产带来更多的便利和效益。
总结起来，等离子切割技术是一种高效、精确的金属加工技术，具有广泛的应用前景。
它通过利用等离子束的高温和高能量来实现对金属材料的切割，具有快速、灵活和高精度等优点。
第5讲 等离子弧焊及切割简介
第5讲等离子弧焊及切割等离子弧是利用等离子枪将阴极（如钨极）和阳极之间的自由电弧压缩成高温、高电离度、高能量密度及高焰流速度的电弧。
等离子弧可用于焊接、喷涂、堆焊及切割。
本章只介绍焊接及切割。
1 等离子弧工作原理1.1等离子弧的形式等离子枪按用途可分为焊枪及割枪，枪的主要组成部分及术语如图1所示。
切割用枪无保护气体2及保护气罩6。
压缩喷嘴5是等离子枪的关键部件，一般需用水冷。
喷嘴孔径dn及孔道长度l0是压缩喷嘴的两个主要尺寸。
喷嘴内通的气体称离子气。
中性的离子气在喷嘴内电离后使喷嘴内压力增加，所以喷嘴内壁与电极4之间的空间称增压室。
电离了的离子气从喷嘴流出时受到孔径限制，使弧柱截面变小，该孔径对弧柱的压缩作用称机械压缩。
水冷喷嘴内壁表面有一层冷气膜，电弧经过孔道时，冷气膜一方面使喷嘴与弧柱绝缘，另一方面使弧柱有效截面进一步收缩，这种收缩称热收缩。
弧柱电流自身磁场对弧柱的压缩作用称磁收缩。
在机械压缩与热收缩的作用下，弧柱电流密度增加，磁收缩随之增强，如电流不变，弧柱电场强度及弧压降都随电流密度增加而增加，所以等离子弧（也称压缩电弧）的电弧功率及温度明显高于自由电弧。
图2a所示的对比中，等离子弧的电弧温度比自由电弧高30％，电弧功率高100％。
由于电离后的离子气仍具有流体的性质，受到压缩从喷嘴孔径喷射出的电弧带电质点的运动速度明显提高（可达300m／s），所以等离子弧具有较小的扩散角及较大的电弧挺度（图2b），这也是等离子弧最突出的优点。
电弧挺度是指电弧沿电极轴线的挺直程度。
等离子弧具有的电弧力、能量密度及电弧挺度等与加工有关的物理性能取决于下列五个参数：1）电流；2）喷嘴孔径的几何尺寸；3）离子气种类；4）离子气流量；5）保护气种类；调整以上五个参数可使等离子弧适应不同的加工工艺。
如在切割工艺中，应选择大电流、小喷嘴孔径、大离子气量及导热好的离子气，以便使等离子弧具有高度集中的热量及高的焰流速度。
等离子切割原理
等离子切割原理
等离子切割（Plasma Cutting）是一种切削方法，它使用电弧等
离子体来切断金属，包括钢、铝、铜和其他各种金属。
它可以以低成
本快速准确地切割金属物体，是一种常见的焊接补充工艺。
等离子切
割过程将高温等离子电弧引入要切断的金属物体之间，以溶解和渗蚀
金属并形成切口，从而完成切断金属的过程，一般情况下，无需额外
的焊接设备。
等离子切割机是由控制电路放大器变压器电弧模块和切削控制
器组成的，其中控制电路是负责将用户输入的信号转换成可识别的数
字控制信号所必须的，放大器负责将低功率电路输出的较小的控制信
号放大为电弧模块能识别的较大控制信号。
变压器负责通过电路中的
变压组件把交流输入电压调整成电弧模块控制电弧时需要的低压直流
电压，电弧模块则负责产生等离子切削所需的高温电弧，切削控制器
控制电弧模块的脉冲控制信号，从而完成对切削过程的控制。
在切削过程中，首先，通过控制电路将外部电路的操作信号转换
成放大器能够处理的电路输入信号，然后，放大器将操作信号进行放大，生成切削控制器所需的脉冲控制信号。
随后，变压器把交流输入
电压调整成电弧模块所需的直流低压，以便电弧模块能够产生高温电弧，最后，切削控制器根据放大器传递的控制信号控制电弧，使得电
弧可以将金属物体的中间部分溶解和渗蚀，从而完成最终的切割动作。
等离子切割原理及工艺
等离子切割原理及工艺
一、等离子切割的原理
直接等离子切割：直接等离子切割是将激光和电GF进行直接切割的方法，通过高能量的光束对工件进行切割。
它的原理是将高温等离子体产生的高频电能转化为激光光束，将激光光束对工件表面进行切割。
工作液等离子切割：工作液等离子切割是将工作液作为载体，使工作液中的高温等离子体与工件表面发生化学反应，以达到切割的目的。
这种方法适用于金属、陶瓷、玻璃等材料的切割和加工。
二、等离子切割的工艺
1.前期准备：等离子切割前需要对材料进行选择和划线等工作。
首先要选择适合等离子切割的材料，例如金属、陶瓷、玻璃等。
然后根据需要进行划线，确定切割的位置和形状。
2.设备操作：等离子切割需要使用高频电源和等离子切割设备。
在操作过程中，需要按照设备使用说明进行操作，将电极与工件接触，产生高频电波激励等离子体，然后将等离子体与工件表面接触，使其发生化学反应。
3.后期处理：等离子切割后，需要对切割面进行处理，以达到所需的精度和光滑度。
后期处理可以使用划线处理、抛光等方式进行。
综上所述，等离子切割是一种利用高温等离子体进行切割或加工材料的方法，通过高频电源产生高频电场，将气体电离形成等离子体，达到切割和加工的目的。
等离子切割的工艺包括前期准备、设备操作和后期处理
等环节，具有切割速度快、精度高、表面光滑等优点，广泛应用于制造业和材料加工行业。
等离子切割方法和要领
等离子切割方法和要领等离子切割是一种常见的金属切割方法，主要用于切割钢铁等金属材料。
它通过高温等离子体将金属材料加热并氧化，然后利用氧化物对金属材料进行切割。
下面我们将详细介绍等离子切割的方法和要领。
一、等离子切割方法1. 准备工作：首先需要确定需要切割的材料及其厚度，并选用适合的等离子切割机。
然后需要准备好切割枪、氧气和惰性气体。
切割枪必须能够承受高温和高压，氧气用于切割金属材料，惰性气体用于保护切割区域。
2. 调整切割机参数：根据材料的厚度和硬度，需要调整切割机的电流、电压、气压等参数。
如果参数设置不正确，会导致切割质量不佳或者切割速度过慢。
3. 启动切割机：将惰性气体和氧气按照比例调节好后，启动切割机。
在切割过程中，需要不断调整氧气和惰性气体的供应比例，以保证切割区域的稳定性。
4. 开始切割：将切割枪放置在需要切割的位置，按下开关开始切割。
在切割过程中，需要保持切割枪的稳定性，以免切割线路不规则或者切割质量不佳。
5. 结束切割：切割完成后，需要关闭氧气和惰性气体的供应，将切割枪放置在安全位置。
等待材料冷却后，即可进行后续加工或者使用。
二、等离子切割要领1. 选用适合的切割机：不同的金属材料需要不同的切割机，所以在选择切割机时需要考虑材料的种类和厚度。
如果切割机的功率过低，会导致切割质量下降，切割速度过慢；如果切割机的功率过高，会导致切割过度，影响材料的使用寿命。
2. 调整切割参数：在使用切割机前，需要根据材料的种类和厚度调整切割机的参数。
如果参数设置不正确，会导致切割质量不佳或者切割速度过慢。
因此，需要根据实际情况进行调整。
3. 保证切割区域的稳定性：在切割过程中，需要保证切割区域的稳定性，以免切割线路不规则或者切割质量不佳。
因此，在切割过程中需要不断调整氧气和惰性气体的供应比例，以保证切割区域的稳定性。
4. 注意安全：在进行等离子切割时，需要注意安全问题。
切割枪需要与地面保持一定的距离，并且需要使用防护眼镜和手套等防护用品，以免发生意外事故。
等离子切割
等离子切割简介等离子切割（Plasma Cutting）是一种常用于金属切割的加工技术。
它利用高温等离子体切割机的喷嘴产生的高热能，将金属工件切割成所需形状。
等离子切割具有速度快、精度高、操作简便等优点，广泛应用于制造业领域。
等离子切割原理1.等离子体形成：等离子切割机利用电弧产生的高温等离子体来实现切割。
首先，在喷嘴中引入气体，例如氧气、氮气等，通过电流使气体离子化并形成等离子体。
2.等离子体切割：产生的等离子体通过喷嘴喷出，并沿着金属工件表面移动。
高温的等离子体与金属工件发生强烈的化学反应，将金属表面氧化并喷出，从而实现金属切割。
3.切割控制：等离子切割可以通过计算机数控系统来控制切割机的移动路径和速度，从而实现高精度切割。
等离子切割的优势等离子切割技术在金属切割领域具有以下优势：1.速度快：等离子切割的切割速度比传统机械切割快，加工效率高。
2.精度高：等离子切割机能够实现高精度的切割，切割质量高。
3.切割适应性强：等离子切割适用于切割不同种类的金属材料，包括铁、铜、铝等。
4.操作简便：等离子切割机操作简单，技术要求较低。
5.切割成本低：与激光切割相比，等离子切割具有更低的切割成本。
等离子切割应用领域等离子切割技术被广泛应用于各个制造业领域，包括：1.金属制造业：等离子切割可用于制造汽车零部件、船舶建造、铁路轨道加工等。
2.建筑业：等离子切割可用于加工门窗、楼梯扶手、大型钢结构等。
3.家居装饰：等离子切割可用于制作家具、艺术品、装饰面板等。
4.电力行业：等离子切割可用于加工发电设备、输电线路等。
5.航空航天业：等离子切割可用于制作飞机零部件、航天器船壳等。
使用等离子切割的注意事项在使用等离子切割技术时，需要注意以下事项：1.安全防护：使用等离子切割时，应戴好防护眼镜、手套和口罩，防止高温等离子体对人体造成伤害。
2.设备维护：定期检查和保养等离子切割机，确保其正常工作。
3.切割参数选择：根据不同的材料类型和厚度，选择适当的切割参数，以确保切割质量。
等离子切割方法
等离子切割方法等离子切割那可真是超厉害的技术！想象一下，它就像一把神奇的光剑，能把各种金属材料轻松切开。
等离子切割步骤很简单。
先准备好等离子切割机，就像战士准备好自己的武器一样。
然后根据要切割的材料厚度调整好切割参数，这可不能马虎，不然就像射箭没瞄准，肯定达不到好效果。
接着打开切割机，让那高温等离子弧喷射而出，沿着要切割的线条稳稳地移动，就像画家拿着画笔在画布上勾勒出完美的线条。
注意事项可不少呢！一定要戴好防护装备，这可不是闹着玩的，那等离子弧的温度超高，不防护好就会受伤，难道你想变成烤肉吗？还要确保切割区域通风良好，不然那些有害气体可会让你难受。
操作的时候要集中注意力，不能分心，不然切歪了可就麻烦了。
等离子切割的安全性和稳定性还是挺高的。
只要你按照正确的方法操作，就不会有太大问题。
它不像有些危险的工具，让人提心吊胆。
等离子切割机有各种保护装置，能在关键时刻发挥作用，就像一个忠诚的卫士保护着你。
等离子切割的应用场景那可多了去了。
汽车制造、机械加工、建筑行业等等，都能看到它的身影。
它的优势也很明显，切割速度快，切口光滑整齐，比用传统的切割方法强多了。
就像一辆跑车和一辆老爷车比赛，等离子切割就是那辆跑车，风驰电掣，一路领先。
给你说个实际案例吧！有一次在一个工厂里，需要切割一批厚厚的钢板。
用传统方法根本不行，又慢又费劲。
后来用了等离子切割，那速度，简直让人惊叹。
不一会儿就把所有的钢板都切好了，切口就像镜子一样光滑。
这效果，谁能不夸呢？等离子切割就是这么牛！它是现代工业的好帮手，能让我们的工作更加高效、更加完美。
如果你还没用过等离子切割，那可真是太遗憾了，赶紧去试试吧！相信你一定会爱上它。
等离子弧切割
等离子弧切割
等离子弧切割是一种常用的金属切割方法，利用弧电流和高温等离子弧来加热和融化金属，然后使用气体喷嘴将融化的金属吹散，从而实现切割的目的。
等离子弧切割的基本原理是利用电弧放电产生高温等离子弧，通过将电弧聚焦在工件上，使工件表面的金属迅速加热到熔点以上，同时使用高速喷出的氧气或氮气吹散被加热的金属，形成切割口。
等离子弧切割通常包括以下几个主要的步骤：
1.弧起弧压：通过适当的电流和电压设置，在切割机上产生一定弧压和电弧能量，使电弧从电极中产生，并引导至工件表面。
2.弧焦点调节：通过调整等离子弧焦点位置和聚焦长度，控制等离子弧的形状和聚焦强度，从而实现切割焦点的调整。
3.切割速度控制：控制切割机的移动速度，使等离子弧在工件表面保持稳定的切割速度，以达到理想的切割效果。
4.气体喷嘴调节：通过调整气体喷嘴的气体流量和喷嘴形状，控制气体吹散的速度和方向，以便有效地将融化的金属吹散。
等离子弧切割具有以下特点和优势：
1.快速高效：等离子弧切割速度快，能够在较短时间内完成大量的切割任务。
2.切割质量好：等离子弧切割切口平整，切割面光滑，几乎没有热影响区和变形。
3.适用广泛：等离子弧切割可用于切割各种金属材料，包括钢、铝、铜等。
4.切割厚度大：等离子弧切割可以切割较厚的金属材料，可以达到几十毫米甚至更厚的切割厚度。
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Slide 4 2018年10月11日星期 四
切割速度
最佳切割速度可参照切割表或用试验来确定，由于材料的厚薄度， 材质不同，熔点高低，热导率大小以及熔化后的表面张力等因素，切割 速度也要相应的变化。
数控-飞马特等离子
切100A O2 Plasma / Air Shield
Shield Cup Shield Cap Shield Gas Distributor Tip Plasma Gas Distributor Electrode Cartridge
22-1016
Slide 3 2018年10月11日星期 四
切割电流
它是最重要的切割工艺参数，直接决定了切割的厚 度和速度，即切割能力 切割电流增大，电弧能量增加，切割能力提高，切割 速度是随之增大； 切割电流增大，电弧直径增加，电弧变粗使得切口变 宽； 切割电流过大使得喷嘴热负荷增大，喷嘴过早地损伤， 切割质量自然也下降，甚至无法进行正常切割。
(Bar)
Ball
(Bar)
Volts (mm) (mm/min) (mm)
(sec)
(mm)
4 5 6 8 10 12 15 20
2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8
55 55 55 55 55 55 55 55
8.3 8.3 8.3 8.3 8.3 8.3 8.3 8.3
22-1027
22-1272
22-1153
22-1041
22-1171
22-1020
100A Mild Steel XTL O2/Air
材料厚度 预流气压力 (Air) 等离子流量压力 (O2) 保护气流量压力 (Air) 弧压 切割高度 切割速度 穿孔高度 穿孔延时间 切缝宽度
(mm)
(Bar)
Ball
切割速度适度地提高能改善切口质量，使切口略有变窄，切口表 面更平整，同时可减小变形。 切割速度过快使得切割的线能量低于所需的量值，切缝中射流不 能快速将熔化的熔融物立即吹掉而形成较大的后拖量，伴随有切 口挂渣，切口表面质量下降。 当切割速度太低时，由于切口处是等离子弧的阳极，为了维持电 弧自身的稳定，阳极斑点或阳极区必然要在离电弧最近的切缝附 近找到传导电流的地方，同时会向射流的径向传递更多的热量， 因此使切口变宽，切口两侧熔融的材料在底缘聚集并凝固，形成 不易清理的挂渣，而且切口上缘因加热熔化过多而形成圆角。 当速度极低时，由于切口过宽，电弧甚至会熄灭。由此可见，良 好的切割质量与切割速度是分不开的。
Slide 7 2018年10月11日星期 四
气压与流量
工作气压较低时，等离子弧的喷出速度减弱，输入空气流量小于 规定值，此时不能形成高能量、高速度的等离子弧，从而造成切 口质量差、切不透、切口积瘤的现象； 气压过高时，则在形成等离子弧后，过大的气流会吹散集中的弧 柱，使弧柱能量分散，减弱了等离子弧的切割功率密度。 切割气体既要保证等离子射流的形成，又要保证去除切口中的熔 融金属和氧化物。 过大的气体流量会带走更多的电弧热量，使得射流的长度变短， 导致切割能力下降和电弧不稳； 过小的气体流量则使等离子弧失去应有的挺直度而使切割的深度 变浅，同时也容易产生挂渣。
Slide 6 2018年10月11日星期 四
工作气体
工作气体包括切割气体和辅助气体，精细等离子还要求起弧气体，通常要根据 切割材料的种类，厚度和切割方法来选择合适的工作气体。
氢气通常是作为辅助气体与其它气体混和作用，如著名的气体H35（氢 气的体积分数为３５％，其余为氩气）是等离子弧切割能力最强的气体 之一，这主要得利于氢气。由于氢气能显著提高电弧电压，使氢等离子 射流有很高的焓值，当与氩气混合使用时，其等离子射流的切割能力大 大提高。 氮气是一种常用的工作气体，在有较高电源电压的条件下，氮气等离子 弧有较好的稳定性和比氩气更高的射流能量，即使是切割液态金属粘度 大的材料如不锈钢和镍基合金时，切口下缘的挂渣量也很少。氮气可以 单独使用，也可以同其它气体混和使用。 氧气可以提高切割低碳钢材料的速度。使用氧气进行切割时，切割模式 与火焰切割很相像，高温高能的等离子弧使得切割速度更快，但是必须 配合使用抗高温氧化的电极，同时对电极进行起弧时的防冲击保护，以 延长电极的寿命。 空气中含有约78%的氮气，所以利用空气切割所形成的挂渣情况与用氮 气切割时很相像；空气中还含有约21%的氧气，因为氧的存在，用空气 的切割低碳钢材料的速度也很高；同时空气也是最经济的工作气体。但 单独使用空气切割时，会有挂渣以及切口氧化、增氮等问题，而且电极 和喷嘴的寿命较低也会影响工作效率和切割成本。
5.1 0.2 5.1 0.2 5.1 0.3 5.7 0.4 6.5 0.4 7.3 0.6 8.5 0.7 边缘起弧
1.7 1.8 1.9 2.1 2.2 2.4 2.5 3.2
Slide 2 2018年10月11日星期 四
数控等离子机切割工艺参数 切割电流 切割速度 电弧电压 工作气体 气压与流量 切割高度 切割功率密度
Slide 5 2018年10月11日星期 四
电弧电压
一般认为电源正常输出电压即为切割电压。等 离子弧切割机通常有较高的空载电压和工作电 压，在使用电离能高的气体如氮气、氢气或空 气时，稳定等离子弧所需的电压会更高。当电 流一定时，电压的提高意味着电弧焓值的提高 和切割能力的提高。如果在焓值提高的同时， 减小射流的直径并加大气体的流速，往往可以 获得更快的切割速度和更好的切割质量。
80 80 80 80 80 80 80 80
8.3 8.3 8.3 8.3 8.3 8.3 8.3 8.3
39 140 141 142 144 146 148 157
2.0 2.3 2.5 2.7 2.8 3.0 3.1 3.8
6120 4670 4030 3080 2300 1800 1370 640