不锈钢板等离子切割工艺介绍(下)

等离子切割边缘的质量类似于用氧燃料工艺获得的质量。然而，当等离子体工艺通过熔化而切割时，特征在于朝向金属顶部的较大程度的熔化，导致顶边圆化，边缘垂直度差或在切割边缘上形成斜面。因为这些限制和电弧的收缩程度有关，因此有几种电弧设计可用来改善电弧收缩，从而在切割的顶部和底部产生更均匀的加热。

该过程基本上以与常规系统相同的方式操作，但是在喷嘴周围引入二次气体屏蔽（图2a）。二次气体的有利作用是增加电弧收缩和更有效地“吹走”浮渣。等离子体形成气体通常是氩气，氩气-H 2或氮气和二次气体根据正在切割的金属中选择。

氩-H 2，氮气/ CO 2与常规等离子体相比的优点是降低“双电弧”的风险、更高的切割速度和减少顶部舍入。

氮气通常用作等离子体气体。水被径向注入等离子弧，以引起更大程度的收缩。温度也大大增加，高达30000°C。与常规等离子体相比的优点是改善切割质量和切割方形度；提高切割速度；“双弧”风险较小；减少喷嘴侵蚀。

等离子体可以使用防水罩，或者甚至将工件浸没在水面下50到75mm的地方。与常规等离子体相比，水作为屏障的优势是减少烟气；降低噪音水平；改善喷嘴寿命。

在常规等离子体的115dB高电流噪声水平的典型例子中，水罩有效地将噪声水平降低至约96dB，并且在水下切割至52至85dB。

由于水套不增加收缩的程度，切割边缘的垂直度和切割速度没有明显改善。

惰性或不反应的等离子体形成气体（氩气或氮气）可以用空气代替，但这需要在铜座中安装一个铪或锆的特殊电极。空气也可以代替水来冷却火炬。空气等离子炬的优点是它使用空气而不是昂贵的气体。

应该注意的是，虽然电极和喷嘴是唯一的消耗品，但与钨电极相比，铪尖电极可能是昂贵的。

为了提高切割质量，并与激光系统的优异切割质量相抗衡，高容限等离子弧切割（HTPAC）系统可用于高度收缩的等离子体。等离子体的聚焦通过迫使氧气产生的等离子体在进入等离子体孔时旋转而在等离子体喷嘴的下游注入次要气体流实现，如图2e所示。一些系统在电弧周围具有独立的磁场。这通过保持由旋转气体引起的旋转来稳定等离子体射流。HTPAC系统的优点是：切割质量介于传统的等离子弧切割和激光束切割之间；窄切口宽度；由于热影响区较小，变形较小 。

HTPAC是一种机械化技术，需要精密，高速的设备。主要缺点是最大厚度限制在6mm左右，切割速度一般比传统的等离子工艺低，约为激光切割速度的60-80％。