不锈钢板等离子切割工艺介绍(上)

等离子弧工艺一直被视为不锈钢板氧燃料工艺的替代品。本文将介绍该工艺的生产原理，其中会重点介绍其操作特点和优点。

等离子弧切割过程如图1所示，其基本原理是电极和工件之间形成的电弧由细孔铜喷嘴收缩。这增加了从喷嘴发出的等离子体的温度和速度。等离子体的温度甚至会超过20000°C，喷射速度可以接近声速。当用于切割时，等离子体气流会增加，使得深穿透的等离子体射流切穿材料并且在射流等离子体中移除熔融材料。

等离子弧切割过程

该工艺不同于氧燃料工艺，因为等离子体工艺通过使用电弧来熔化金属而工作，而在氧燃料工艺中，氧使金属氧化，并且通过来自放热反应的热量熔化金属。所以和氧 - 燃料过程不同，等离子体过程可以用来切割形成难熔氧化物的金属，比如不锈钢板、铝、铸铁和非铁合金。

等离子弧工艺所需的电源必须具有下垂特性和高电压。尽管维持等离子体的工作电压通常为50-60V，但启动电弧所需的开路电压可高达400V DC。

在启动时，引导电弧形成在电极和喷嘴之间的火炬体内。为了切割，电弧必须以所谓的“转移”电弧模式转移到工件上。电极具有负极性并且工件具有正极性，因此大部分电弧能量（大约三分之二）被用于切割。

在使用钨电极的常规系统中，等离子体是惰性的，即使用氩气，氩气-H形成的2或氮。但是，如工艺变型中所述，可以使用氧化气体，如空气或氧气，但电极必须是含铪的铜。

等离子气体流量非常重要，必须依据电流水平和喷嘴孔径设定。假如气流对于电流水平来说太低，或者对于喷嘴孔径而言电流水平太高，那么电弧将分解成两个电弧串联，电极对喷嘴和喷嘴对工件。“双弧”的影响通常是喷嘴熔化的灾难性后果。