等离子弧切割的原理及特点

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：等离子弧切割是一种典型的热切割方法，它的工作原理如图1-7-13所示，既可以采用氧化切割方式，也可以采用熔化切割模式，或者两种模式共存。等离子弧切割方法的主要特点有以下方面：①应用面广，适用于切割多种材料，特别适用于不锈钢、有色金属和难熔金属的切割。②等离子弧的热量集中，被切割材料的热输入低，切割件的热变形小。⑥切口质量好，使用精细等离子弧或水射流等离子弧切割可以获得很高的切割质量。

等离子弧切割是一种典型的热切割方法，它的工作原理如图1-7-13所示，既可以采用氧化切割方式，也可以采用熔化切割模式，或者两种模式共存。但由于等离子弧柱的温度远远超过所有金属以及非金属的熔点，因此等离子弧切割过程主要靠熔化来切割，因而比气割方法的适用范围更广，可用于切割那些用气割无法切割的材料，如不锈钢、有色金属等；相对于激光切割，等离子弧切割设备和工作成本也比较低，并且也能够达到很高的切割质量和精度。目前，等离子弧切割方法已经从最初只用于切割难熔金属、高合金钢或有色金属，发展成为具有广泛意义的先进的金属切割方法。

图1-7-13 等离子弧切割原理

l₁—弧切割区的长度 l₂—活性斑点切割区的长度 l₃—等离子火焰切割区的长度

1—弧柱作用区 2—活性斑点作用区 3—等离子火焰作用区

使用非转移等离子弧可以切割非金属材料，也可以高速切割很薄的金属板；而使用转移型等离子弧时，被切割的材料必须是导电的金属或合金。等离子弧切割方法的主要特点有以下方面：

①应用面广，适用于切割多种材料，特别适用于不锈钢、有色金属和难熔金属的切割。(https://www.chuimin.cn)

②等离子弧的热量集中，被切割材料的热输入低，切割件的热变形小。

③切割速度快，生产率高，如切割10mm厚的铝板，切割速度可达300m/h；切割同样厚度的碳钢时，其切割速度是气割的5～7倍。

④不需要对切割起始点进行预热，可以节约切割时间。

⑤可切割的材料厚度范围大，可在0.1～250mm之间，主要与切割设备的能力和切断方式有关。

⑥切口质量好，使用精细等离子弧或水射流等离子弧切割可以获得很高的切割质量。

等离子弧切口表面存在0.25～3.80mm厚的熔化层，但切口表面化学成分未变。如切割镁的质量分数为5%的铝合金时，虽有0.25mm的熔化层，但成分未变，也未出现氧化物，用切割表面直接进行焊接也可得到致密的焊缝。切割不锈钢时，由于受热影响区很快通过349℃的临界温度，使碳化铬不会沿晶界析出，因此不会影响不锈钢的耐蚀性。

等离子弧切割的原理及特点

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