中小功率等离子切割机输入气源均衡分析

中小功率等离子切割机输入气源均衡分析

    等离子切割机在应用范围区分方面目前行业内主要是根据功率来做分类，这一点直接反映在应用行业上则可能更多集中在对切割材质厚度的分类上。虽然等离子切割机床构造并没有太大的不同，但不同功率等离子切割机在匹配及切割性能表现上仍然有所不同，以下我们将主要就中小功率等离子切割机的输入气源均衡问题作为切入点，简要为大家分析一下该类型等离子切割机设备的相关实操要点。

    1. 中小功率等离子切割机输入电压空气要求
    空气中含有体积分数约78%的氮气，所以利用空气切割所形成的挂渣情况与用氮气切割时很想像；空气中还含有体积分数约21%的氧气，因为氧的存在，用空气的切割低碳钢材料的速度也很高；同时空气也是较经济的工作气体。但单独使用空气切割时，会有挂渣以及切口氧化、增氮等问题，而且电较和喷嘴的寿命较低也会影响工作效率和切割成本。由于等离子弧切割一般使用恒流或陡降外特征的电源，喷嘴高度增加后，电流变化很小，但会使弧长增加并导致电弧电压加大，从而使电弧功率提高；但同时也会使暴露在环境中的弧长增长，弧柱损失的能量增多。
    2. 中小功率等离子切割机输入电压氧气要求
    氧气可以提高切割低碳钢材料的速度。使用氧气进行切割时，切割模式与火焰切割很想像，高温高能的等离子弧使得切割速度更快，但是必须配合使用抗高温氧化的电较，同时对电较进行起弧时的防冲击保护，以延长电较的寿命。
    氩气在高温时几乎不与任何金属发生反应，氩气数控等离子切割机很稳定。而且所使用的喷嘴与电较有较高的使用寿命。但氩气等离子弧的电压较低，焓值不高，切割能力有限，与空气切割相比其切割的厚度大约会降低25%。另外，在氩气保护环境中，熔化金属的表面张力非常大，要比在氮气环境下高出约30%，所以会有较多的挂渣问题。即使使用氩和其它气体的混合气切割也会有粘渣倾向。因此，现已很少单独使用纯氩气进行等离子切割。
    3. 中小功率等离子切割机输入电压氮气要求
    氮气是一种常用的工作气体，在有较高电源电压的条件下，氮气等离子弧有较好的稳定性和比氩气更高的射流能量，即使是切割液态金属粘度大的材料如不锈钢和镍基合金时，切口下缘的挂渣量也很少。氮气可以单独使用，也可以同其它气体混和使用，如自动化切割时经常使用氮气或空气作为工作气体，这两种气体已经成为高速切割碳素钢的标准气体。有时氮气还被用作氧等离子弧切割时的起弧气体。
    4. 中小功率等离子切割机输入电压氢气要求
    氢气通常是作为辅助气体与其它气体混和作用，如着名的气体H35（氢气的体积分数为35％，其余为氩气）是等离子弧切割能力较强的气体之一，这主要得利于氢气。由于氢气能显着提高电弧电压，使氢等离子射流有很高的焓值，当与氩气混合使用时，其等离子射流的切割能力大大提高。一般对厚度70mm以上的金属材料，常用氩＋氢作为切割气体。若使用水射流对氩＋氢气等离子弧进一步压缩，还可获得更高的切割效率。

    综上分析，在不同因素综合作用的情况下，前者的作用往往完全被后者所抵消，反而会使有效的切割能量减小，致使切割能力降低。通常表现是切割射流的吹力减弱，切口下部残留的熔渣增多，上部边缘过熔而出现圆角等。另外，从等离子射流的形态方面考虑，射流直径在离开枪口后是向外膨胀的，喷嘴高度的增加必然引起切口宽度加大。所以，选用尽量小的喷嘴高度对提高切割速度和切割质量都是有益的，但是，喷嘴高度过低时可能会引起双弧现象。采用陶瓷外喷嘴可以将喷嘴高度设为零，即喷口端面直接接触被切割表面，可以获得很好的效果。

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