等离子切割系统主要由供气装置水装置、电源以及割枪几部分组成。水冷枪还需有冷却循环水装置。
(1)供气装置 空气等离子弧切割的供气装置的主要设备是一台大于l.5kw的空气压缩机,切割时所需气体压力为0.3—0.6MPa。如选用其他气体,可采用瓶装气体经减压后供切割时使用。
(2)电源 等离子切割采用具有陡降或恒流外特性的直流电源。为获得满意的引弧及稳弧效果,电源空载电压一般为电弧电压的两倍。常用切割电源空载电压为350—400V。
(3)割枪 割枪的具体形式取决于割枪的电流等级,一般60A以下割枪多采用风冷结构;而60A以上割枪多采用水冷结构。割枪中的电极可采用纯钨、钍钨、钟钨棒,也可采用镶嵌式电极。电极材料**选用铸钨。
等离子切割具有切割厚度大、切割灵活、装夹工件简单及可以切割曲线等优点,可以广泛应用于所有的金属材料和非金屑材料的切割。
四、工作气体与流量:工作气体包括切割气体和辅助气体,有些设备还要求起弧气体,通常要根据切割材料的种类,厚度和切割方法来选择合适的工作气体。切割气体既要保证等离子射流的形成,又要保证去除切口中的熔融金属和氧化物。过大的气体流量会带走更多的电弧热量,使得射流的长度变短,导致切割能力下降和电弧不稳;过小的气体流量则使等离子弧失去应有的挺直度而使切割的深度变浅,同时也容易产生挂渣;所以气体流量一定要与切割电流和速度很好的配合。现在的等离子弧切割机大多靠气体压力来控制流量,因为当枪体孔径一定时,控制了气体压力也就控制了流量。切割一定板厚材料所使用的气体压力通常要按照设备厂商提供的数据选择,若有其它的特殊应用时,气体压力需要通过实际切割试验来确定。较常用的工作气体有:氩气、氮气、氧气、空气以及H35、氩-氮混合气体等。
1、氩气在高温时几乎不与任何金属发生反应,氩气等离子弧很稳定。而且所使用的喷嘴与电极有较高的使用寿命。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较大,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。
2、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。