数控等离子切割世界入门 - 第 2 部分

切割各种材料的方法有很多。然而，等离子切割正成为切割导电金属时的首选。无论您的金属是手工切割还是通过 CNC（计算机数字控制）操作切割，等离子切割都优于其他切割和冲压工艺。在这篇文章中，我们将讨论什么是等离子切割，它是如何工作的，以及切割能力。

什么是等离子切割？

等离子切割是用高强度等离子弧切割导电金属的过程。该射流熔化穿过工件并推开产生切口的熔融材料。等离子切割机的主要部件是电源 , 引弧器 ，和手电筒 .电源负责在整个切割过程中提供恒定的直流电压。然后起弧器在割炬内部产生电弧以开始切割过程。无论是手持操作还是通过 CNC 操作，割炬的主要目的是提供预定的切割和冷却割炬内部的易损件。这些零件被称为消耗品，因为它们需要在给定的使用寿命后更换，并根据切割条件进行更换。割炬内部的主要消耗品是旋流环 , 电极 和喷嘴 .此外，还需要使用导电气体来协助切割过程，并用于帮助穿透工件并充当割炬易损件的防护罩。所有这些组件一起工作以产生等离子弧，然后用于切割导电金属。有许多公司销售等离子切割机并提供操作切割机所需的耗材。这些刀具可以手持使用，也可以与 CNC 机床结合使用。根据您的预期用途和材料厚度，将确定哪种等离子切割机适合您。在查看等离子切割机时，请务必阅读制造商的规格。这将告诉您操作切割机所需的要求并推荐使用等离子切割机。制造商的规格还会告诉您电气要求，例如供应的电力和所需的安培数，以及不同切割长度所需的气压和容量。此外，大多数制造商都推荐了一份清单，指定用于给定材料和厚度的喷嘴和放大器。

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等离子切割是如何工作的？

要了解等离子切割的工作原理，您必须首先了解什么是等离子。等离子体是物质的第四种状态。当物质受到不断增加的能量水平时，就会发生这种情况。物质的三种常见状态是固体、液体和气体。一旦引入足够的能量，第四种状态就会产生等离子体。这种等离子体在技术上是过热的电离气体。等离子切割的基本动作发生在通过接地从切割器到材料并返回到切割器的电气通道。因此，被切割的材料必须有助于完成这个电路。除了创建电路外，等离子切割机还需要导电气体来帮助将等离子能量转移到工件上。这通常是压缩空气、氮气、氧气或氩氢混合物的形式。这种强制气体将与割炬及其组件一起工作，以提供高强度电弧。割炬内部有涡流环、电极和喷嘴。外面是盾牌。当引入气体时，涡流环会在喷嘴之间的电极周围产生向下的气体涡流，从而产生适当的电弧附着。如果没有涡流环，可能会出现不适当的气体混合，使最热的气体接触喷嘴，从而将其烧毁。此外，涡流环有助于将热量从电极上带走。因此，如果没有涡流环，两个主要组件会很快被烧毁。当起弧器产生火花时，此时内部的气体将被电离并产生从电极向下到喷嘴的电流，从而产生等离子弧。从这里开始，圆弧将跳到创建切割的工件上。喷嘴的工作是聚焦电弧并确定电弧厚度。对于较厚的材料，将需要更宽的喷嘴，而对于更薄的材料和更精确的切割，更优选更细的喷嘴。现在正在切割工件，热的熔融材料从工件的背面喷出，导致您的消耗品处于极热的环境中。这就是盾牌发挥作用的地方。防护罩的主要作用是保护手电筒的易耗品。它通过允许气体沿着喷嘴行进来实现这一点，从而形成热障并聚焦等离子体的电弧，甚至更多，从而产生更安全、更精确的射流。

等离子切割能力。

在查看其他切割选项时，等离子切割机在简单性和成本效益方面优于其他操作。这就是等离子切割如此受欢迎的原因。但是，等离子切割也有一些缺点。如上所述的第一个限制是它只能正确切割导电金属。与可以切割各种材料的水刀不同，因为只使用高压水和磨料。第二个最明显的限制是切工质量。消费者在削减中寻找的两个主要因素是糟粕 和 斜角 .熔渣是正在切割的熔融材料的堆积。这使 切割边缘锯齿状且比材料的其他部分更厚。对此的快速解决方法是简单地磨掉浮渣，形成光滑的边缘。 斜面 是成品边缘放置的角度。优质的切割将留下完美的平坦边缘。然而，等离子会留下斜边，这可能会根据材料厚度而变化，就像熔渣一样。材料越厚，这些属性就越严重。通过适当的电流强度和喷嘴组合，可以解决许多这些负面切割属性。除了测试什么最适合您的机器和正在使用的材料。通常在设置等离子切割机时进行测试切割，以确定最佳的割炬高度、电流和喷嘴组合。另一个有用的重要属性是所使用的气体类型。根据所进行的切割，所使用的气体类型会有所不同。最常见的气体形式是空气。但是，材料厚度范围将被封顶，并且需要其他气体用于更厚的材料。完全优化后，手持式割炬最多可切割 1.5 英寸，工业割炬最多可切割 6 英寸。首次运行等离子切割机时，请务必进行测试并找出气体、放大器和喷嘴的最佳组合，以实现最佳切割。

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结论。

多年来，等离子切割呈指数级发展，即使存在上述切割限制，等离子切割也与其他切割操作并驾齐驱。在考虑切割质量和价格时，很明显等离子切割是大多数切割应用的最佳操作。现在应该清楚什么是等离子切割及其工作原理。了解这些知识后，您应该有信心购买适合您需求的等离子切割机，并能够自信地操作。

尼古拉斯·金尼
Nicholas 在 Diamond Manufacturing Company 担任机械工程师。他的职责/经验包括其转塔和光纤激光器的 CNC 编程。工作之余，他喜欢机械加工、等离子切割，并致力于为拖拉机拖车开发机电抗折断系统。