什么是等离子弧切割？

等离子弧切割简介

继固体、液体、气体之后，是物质的第四种状态 — 等离子体。等离子体只是一种可用于切割金属的过热气体柱。

等离子体割炬使用压缩空气或压缩气体（如氮气）来电离并产生等离子体。通常，气体被送入机器，在与焊条接触后，电离并产生更大的压力。然后，气体吹出温度高到足以切割材料的纯等离子体流或等离子体柱。

对于等离子弧切割，通常使用一个铜喷嘴，借助流经气流的引导电弧来限制气流。引导电弧从割炬中的焊条跳跃到被切割材料上。这称为“转移弧”。虽然也有“非转移”弧，但这些弧通常不用于切割。

除喷嘴外，焊条通常也用铜制成，但在电弧附着处有一个金属嵌件。没有这个嵌件，铜会很快熔化。

在许多情况下，等离子切割机的焊条中使用钨嵌件。它们可以承受非常高的温度，极难被熔化或侵蚀。一些较小的割炬使用完全由钨制成的一端削尖的“铅笔”式焊条。

但是，如果有氧气存在，则钨会迅速燃烧。如果使用氧气或压缩空气，则嵌件由铪制成。铪在氧气下可以持续更长时间，并且具有非常高的熔点，但每次电弧开始时都会被损耗一点。

等离子弧切割的优点

等离子切割有许多优点。可以切割所有导电材料，包括钣金和非铁金属，对于厚度达 50 mm 的材料能实现出色的切割质量。最大切割厚度为 150 mm。

此外，等离子弧切割为切割中等厚度的不锈钢和铝提供了最佳、最具成本效益的方法，无论系统是手持式还是安装在 CNC 机器上。它通常切割速度快，变形小，切割光滑且切口较窄。

由于不需要预热，所以省时省钱，还可以实现高速，特别是在较薄的金属上。等离子切割在切割堆叠金属时提供更好的性能。

当处理不同的形状、角度、管或通道时，等离子切割提供了一种更精确、更快速的切割方式。它也比许多其他类型的切割系统更易使用，需要极少的清理工作。它不需要储存遇到明火则会爆炸的气体，因此也更安全。

等离子弧切割中使用的气体

等离子割炬使用氧气，原因与乙炔割炬相同。等离子体流中的氧气与软钢反应。等离子气体中的氧气与母材之间的化学反应有助于提高切割速度和改进切边质量。

由于氧气不会与不锈钢或铝有同样的反应，所以可以将更便宜的气体用于这些金属。这些气体包括氮气或压缩空气，通常主要是氮气。

其他特种气体有时也可用于不同目的。例如，氩气与等离子标记一起使用，等离子标记使用等离子体电弧产生表面变色。在切割较厚的不锈钢或铝时，可以使用氩气和氢气的混合气体。氢气和氮气的混合气体，或者甲烷和氮气的混合气体，可作为切割较薄不锈钢时的另一种选择。

使用什么混合气体取决于您的需求。每种混合气体具有不同的切割质量水平以及不同的价格点和处理要求。

等离子弧切割的材料

等离子切割只能切割导电金属材料。这包括软钢、不锈钢和铝。许多其他金属和合金也是导电的，例如铜、黄铜、钛、蒙乃尔合金、铬镍铁合金、铸铁等。然而，其中一些金属的熔化温度使得难以切出良好质量的边缘。

等离子弧切割与火焰切割

等离子弧切割工艺通常被视为火焰切割的替代方案。它们的不同之处在于，等离子切割工艺使用电弧来熔化金属，而可燃气工艺使用氧气来氧化金属，并使用放热反应产生的热来熔化金属。

一般来说，火焰切割适用于切割较厚的金属板材，如切割 15.24-30.48 厘米（6-12 英寸）厚的钢材。有的系统甚至可以切割厚达 50.8 厘米（20 英寸）的钢材。它们也不需要电力，这意味着当您进行现场切割时，它们是一个不错的选择。此外，火焰切割割炬不仅可以用于切割，还可以用于焊接、加热和气刨。

等离子弧切割与激光切割

激光切割是热切割技术的最新进展。由激光切割系统的谐振腔产生激光束。在进行切割和焊接时，激光束通过光束路径系统引导到切割头。

使用等离子弧切割只能切割金属，而激光切割可以切割各种类型的材料。它还利用了可见光，因此非常精确。虽然激光能够进行更精细的切割，但也比其他工业切割机（如等离子切割机）昂贵得多。

您应该选择等离子弧切割吗？

在切割金属时，每个系统，包括等离子弧切割在内，都各有优缺点。确定哪种最合适要根据许多因素，包括被切割金属的类型和厚度、作业位置、预算以及可用的电源资源等。