常用的工作氣體有氬、氫、氮、氧、空氣、水蒸氣以及某些混合氣體。
等離子弧切割是利用高溫等離子電弧的熱量使工件切口處的金屬局部熔化(和蒸發(fā)),并借高速等離子的動(dòng)量排除熔融金屬以形成切口的一種加工方法。
等離子切割配合不同的工作氣體可以切割各種氧氣切割難以切割的金屬,尤其是對(duì)于有色金屬(不銹鋼、鋁、銅、鈦、鎳)切割效果更佳;其主要優(yōu)點(diǎn)在于切割厚度不大的金屬的時(shí)候,等離子切割速度快,尤其在切割普通碳素鋼薄板時(shí),速度可達(dá)氧切割法的5~6倍、切割面光潔、熱變形小、較少的熱影響區(qū)。

增加氣體流量既能提高弧柱電壓,又能增強(qiáng)對(duì)弧柱的壓縮作用而使等離子弧能量更加集中、噴射力更強(qiáng),因而可提高切割速度和質(zhì)量。但氣體流量過大,反而會(huì)使弧柱變短,損失熱量增加,使切割能力減弱,直至使切割過程不能正常進(jìn)行。各種因素直接影響等離子弧的壓縮效應(yīng),也就是影響等離子弧的溫度和能量密度,而等離子弧的高溫、高能量決定著切割速度,所以以上的各種因素均與切割速度有關(guān)。在保證切割質(zhì)量的前提下,應(yīng)盡可能的提高切割速度。這不僅提高生產(chǎn)率,而且能減少被割零件的變形量和割縫區(qū)的熱影響區(qū)域。若切割速度不合適,其效果相反,而且會(huì)使粘渣增加,切割質(zhì)量下降。

下面介紹一下幾種工作氣體特點(diǎn):
1、氮?dú)猓∟2)是一種常用的工作氣體,在有較高電源電壓的條件下,N2等離子弧有較好的穩(wěn)定性和比氬氣更高的射流能量,即使是切割液態(tài)金屬粘度大的材料如不銹鋼和鎳合金時(shí),切口下緣的掛渣量也很少。N2可以單*使用,也可以同其它氣體混和使用,如自動(dòng)化切割時(shí)經(jīng)常使用N2或空氣作為工作氣體,這兩種氣體已經(jīng)成為高速切割碳素鋼的標(biāo)準(zhǔn)氣體。有時(shí)氮?dú)膺€被用作氧等離子弧切割時(shí)的起弧氣體?! ?br />
2、氧氣(O2)可以提高切割低碳鋼材料的速度。使用O2進(jìn)行切割時(shí),切割模式與火焰切割相似,高溫高能的等離子弧使得切割速度更快,但是必須配合使用抗高溫氧化的電極,同時(shí)對(duì)電極進(jìn)行起弧時(shí)的防沖擊保護(hù),以延長(zhǎng)電極的壽命?! ?br />
3、空氣中含有體積分?jǐn)?shù)約78%的N2,所以利用空氣切割所形成的掛渣情況與用N2切割時(shí)很想像;空氣中還含有體積分?jǐn)?shù)約21%的O2,因?yàn)檠醯拇嬖?,用空氣的切割低碳鋼材料的速度也很高;同時(shí)空氣也是經(jīng)濟(jì)的工作氣體。但單*使用空氣切割時(shí),會(huì)有掛渣以及切口氧化、增氮等問題,而且電極和噴嘴的壽命較低也會(huì)影響工作效率和切割成本?! ?br />
4、氬氣(Ar)在高溫時(shí)幾乎不與任何金屬發(fā)生反應(yīng),Ar等離子弧很穩(wěn)定。而且所使用的噴嘴與電極有較高的使用壽命。但Ar等離子弧的電壓較低,焓值不高,切割能力有限,與空氣切割相比其切割的厚度大約會(huì)降低25%。另外,在Ar保護(hù)環(huán)境中,熔化金屬的表面張力較大,要比在N2環(huán)境下高約30%,所以會(huì)有較多的掛渣問題。即使使用Ar和其它氣體的混合氣切割也會(huì)有粘渣問題。因此,現(xiàn)如今已很少單*使用純Ar進(jìn)行等離子切割?! ?br />
5、氫氣(H2)通常是作為輔助氣體與其它氣體混和作用,如著名的氣體H35(H2的體積分?jǐn)?shù)為35%,其余為Ar)是等離子弧切割能力強(qiáng)的氣體之一,這主要得利于H2。由于H2能顯著提高電弧電壓,使氫等離子射流有很高的焓值,當(dāng)與Ar混合使用時(shí),其等離子射流的切割能力大大提高。一般對(duì)厚度70mm以上的金屬材料,常用Ar+H2作為切割氣體。若使用水射流對(duì)Ar+H2等離子弧進(jìn)一步壓縮,還可獲得更高的切割效率?! ?br />
文章來源: http://www.gh175.cn/ 昆山維思機(jī)器有限公司 德國(guó)
凱爾貝等離子電源,美國(guó)universal
進(jìn)口激光雕刻機(jī)中國(guó)總代理。