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二、等離子弧的形成原理

切割用的等離子弧，是將通常的自由電弧的弧柱進(jìn)行強(qiáng)迫 “壓

切割用的等離子弧是經(jīng)過三種形式的壓縮效應(yīng)得到的。這三種

壓縮效應(yīng)都是通過割炬完成的。

1.機(jī)械壓縮效應(yīng)

自由電弧被迫通過壓縮噴嘴孔道，梅州鋼管切割機(jī)，使弧柱直徑強(qiáng)迫收縮，從而

提高弧柱的能量密度和溫度。圖3-1 (L)所示為機(jī)械壓縮效應(yīng)

示意。

2.熱收縮效應(yīng)

由于水冷壓縮噴嘴溫度較低，所以在孔道中形成高速冷卻氣流

均勻包圍弧柱，使弧柱邊緣溫度降低，電離度也降低，以致形成絕

緣層，迫使帶電粒子流 (離子和電子)向高溫、高電離度的弧柱中

心區(qū)域集中，使弧柱直徑進(jìn)一步變細(xì) (能量密度進(jìn)一步增大)，這

種收縮作用稱為熱收縮效應(yīng)，

3.電磁收縮效應(yīng)

弧柱的帶電粒子流可看成一束無數(shù)條平行通電的導(dǎo)體，在自身

磁場作用下，產(chǎn)生相互吸引力，使導(dǎo)體相互靠近。兩導(dǎo)體之間距離

越近，相互吸引力越大。所以在上述機(jī)械壓縮效應(yīng)和熱壓縮效應(yīng)作

用下，已被壓縮變細(xì)的弧柱，由于這種相互的吸引力而進(jìn)一步收縮

變細(xì)，這種收縮作用通常稱為電磁收縮效應(yīng)，如圖3-1 (3)所示。

以上三種效應(yīng)對弧柱所產(chǎn)生的壓縮作用使弧柱產(chǎn)生的能量進(jìn)一

步集中，不銹鋼管切割機(jī)械，直到與電弧的熱擴(kuò)散等作用相平衡時，便形成穩(wěn)定的等離

子弧。正是由于等離子弧的上述產(chǎn)生原理，所以有人把等離子弧也

稱為壓縮電弧。

等離子弧切割是一種常用的金屬與非金屬材料切割工藝方法，

切割原理與一般氣割原理有本質(zhì)的區(qū)別。它是利用高速、高溫和

能量的等離子焰流來加熱、熔化被切割材料，并借助內(nèi)部或外部

高速氣流或水流將熔化材料吹離其體，隨著等離子弧割炬的移動

形成切割，同時被高速焰流吹除而形成切口的過程。

等離子弧切割分為雙氣流等離子弧切割、水壓縮等離子弧切割

空氣等離子弧切割三種。

二、等離子弧切割的特點(diǎn)

(1)等離子弧溫度高，能量密度大，弧柱的穩(wěn)定性、挺直度

好，焰流有很大的沖刷力，割件的切口窄、整齊、光潔、無掛渣，

割件變形和熱影響區(qū)較小，不銹鋼管切割機(jī)鋸片，且切口邊緣的硬度及化學(xué)成分變化不

大，一般切后可以直接焊接而無需再清理。

(2)切割速度快、生產(chǎn)率高。如對厚25垃垃 以下的碳鋼板切

割時，等離子弧切割比氧切割快5倍左右，而對大于25垃垃

的板切割時切割速度快些。

(3)可以切割絕大多數(shù)金屬和非金屬。采用轉(zhuǎn)移型等離子弧可

切割鈦、鉬、鎢、鑄鐵、不銹鋼、銅及銅合金、鋁及鋁合金等。采

用非轉(zhuǎn)移型等離子弧，還可以切割花崗石、碳化硅等各種非金屬。

(4)切割用等離子弧，其電源空載電壓高，等離子流速高，熱

輻射強(qiáng)，噪聲、煙氣和煙塵嚴(yán)重，工作衛(wèi)生條件較差。應(yīng)注意加強(qiáng)

安全防護(hù)。

等離子弧切割設(shè)備主要包括電源、電氣控制系統(tǒng)、水路系統(tǒng)、

氣路系統(tǒng)、割槍和電極