什么是等离子弧加工?

[拼音]：denglizihu jiagong

[外文]：plasma arc processing

利用等离子弧的热能对金属或非金属进行切割、焊接和喷涂等的特种加工方法。

1955年，美国首先研究成功等离子弧切割。产生等离子弧的原理是：让连续通气放电的电弧通过一个喷嘴孔，使其在孔道中产生机械压缩效应；同时，由于弧柱中心比其外围温度高、电离度高、导电性能好，电流自然趋向弧柱中心，产生热收缩效应，同时加上弧柱本身磁场的磁收缩效应。这3种效应对弧柱进行强烈压缩，在与弧柱内部膨胀压力保持平衡的条件下，使弧柱中心气体达到高度的电离，而构成电子、离子以及部分原子和分子的混合物，即等离子弧。

等离子弧按导电方式可分为非转移型、转移型和混合型3种（见图）。它们的区别主要是：非转移型的电源正极接喷嘴，而转移型电源正极接工件（一般先按非转移型接线产生等离子弧后再过渡到转移型），混合型的电源正极同时接喷嘴和工件。这3种方式一般都使用具有直流陡降外特性的电源。空载电压高低与使用的气体有关，若使用氩时，空载电压为65～100伏，而使用氮或氢时为250～400伏。

转移型等离子弧温度高(10000～52000℃），有效热利用率高，主要用于切割、焊接(见等离子弧焊)和熔炼金属。切割的金属有铜、铝及其合金、不锈钢、各种合金钢、低碳钢、铸铁、钼和钨等。常用的切割气体为氮或氢氩、氢氮、氮氩混合气体。常用的电极为铈钨或钍钨电极，采用压缩空气切割时使用的电极为金属锆或铪。使用的喷嘴材料一般为紫铜或锆铜。切割不锈钢、铝及其合金的厚度一般为 3～100毫米，最大厚度可达250毫米。70年代后，又发展了双层气体等离子弧切割、笔式微束等离子弧切割和水压缩等离子弧切割等，这些方法能减小工件的切缝宽度，提高切割质量。非转移型等离子弧温度最高可达18000℃，主要用于工件表面喷涂耐高温、耐磨损、耐腐蚀的高熔点金属或非金属涂层，也可以切割薄板金属材料，还可以作为金属表面热处理的热源。混合型等离子弧主要用于微束等离子弧焊接和粉末堆焊。

参考书目

崔信昌编著：《等离子弧焊接和切割》，国防工业出版社，北京，1980。