第五節(jié) 空氣等離子弧切割
空氣等離子弧切割，是用壓縮空氣取代了傳統(tǒng)的、氮?dú)獾葰怏w作為等離子氣的一種經(jīng)濟(jì)、方便的等離子弧切割方法。
一、切割原理、特點(diǎn)及應(yīng)用范圍
1.切割原理
空氣等離子弧切割原理如圖3-20所示。利用空氣壓縮機(jī)提供
圖3-20 空氣等離子弧切割原理
1—電極冷卻水;2—電極;3—壓縮
空氣;4—壓縮噴嘴;5—壓縮噴嘴
冷卻水;6—電弧;7—割件
的壓縮空氣直接通入噴嘴，經(jīng)電弧
加熱分解出氧，未分解的空氣以高
速?zèng)_刷割口。分解出的氧與切割金
屬產(chǎn)生化學(xué)放熱反應(yīng)，加快了切割
速度。
2.切割基本特點(diǎn)
(1)優(yōu)點(diǎn)
① 工作氣體易取得，成本低，
氣體來源方便，綜合經(jīng)濟(jì)效益比氧-
切割好。
② 操作簡便。
③ 切割速度快。電離了的空氣
等離子體的熱焓值高，因而電弧的
能量大，比普通等離子弧切割速度要快，提高了生產(chǎn)率。
④ 空氣等離子體的熱焓高?？諝庵械难跏菇饘傺趸?，產(chǎn)生放
熱反應(yīng)，增加了切割過程的熱量?；≈鶞囟葹?8000K時(shí)，熱焓是
30%Ar十70% H2 等離子體熱焓的1.5倍。
⑤ 利用壓縮空氣冷卻電極和噴嘴。但壓縮空氣中的氧極易使
電極氧化，使電極使用壽命大大縮短。如鑲鉿或鋯的銅電極，用壓
縮空氣作為工作氣體時(shí)，使用壽命較高得多，連續(xù)切割的工作時(shí)
間達(dá)1～2L/個(gè)。
⑥ 切割質(zhì)量好。切割低碳鋼、低合金鋼、不銹鋼和鋁容易獲
得無粘渣的切割面，且熱變形小，切口窄。采用接觸式割炬切割
時(shí)，切割面的切口角接近0° (普通等離子弧切割的切口角為5°～
10°);若是選用小電流，則切口寬度大致等于噴嘴的孔徑，且上切
口寬度與下切口寬度基本相同 (普通等離子弧切割的上切口寬度是
壓縮噴嘴孔徑的1.5～2倍)。
9
般采用鑲嵌式純鋯或純鉿電極，不能采用純鎢電極或氧化物鎢電
極。即使采用鋯、鉿電極，它的工作壽命一般也只有5～10L。
3.切割應(yīng)用范圍
空氣等離子弧切割，可用于切割不銹鋼、鋁、銅、鈦、鑄鐵、
合金鋼、碳鋼等金屬材料，也可切割涂漆或鍍鋅鋼板?？汕懈钿摪?/p>
的厚度，視切割機(jī)的功率大小而定，通常在0.3～11.5垃垃 范圍
內(nèi)，還適于切割厚30垃垃以下的碳鋼，但較普遍用于切割薄板。
一、影響氣割質(zhì)量的因素
(1)工件:工件的材質(zhì)、厚度、力學(xué)性能、平面度、清潔度、
氣割形狀、坡口情況、切口在工件上的分布、套裁方法以及切口四
周的余量情況等。
(2)燃?xì)夂脱鯕?氣體的純度、氣體的壓力及壓力的持久穩(wěn)定
性等。
(3)設(shè)備與工裝:設(shè)備的精度、操作性能、氣割平臺(tái)的平整
度、工件卡緊裝置或冷動(dòng)裝置、排渣的方便程度等。
(4)氣割工藝:割炬規(guī)格和割嘴號(hào)的選擇、預(yù)熱火焰的選擇、
風(fēng)線的調(diào)節(jié)、加熱時(shí)間的控制、割嘴離工件的高度、割嘴的前后傾
角和左右垂直度、氣割速度、氣割順序及路線等。
(5)工人的操作水平。
一、固定管子的氣割
直徑在∮200垃垃 以下的碳鋼管子都用手工氣割，其工藝要
點(diǎn)如下。
(1)從管子的下部開始預(yù)熱，火焰垂直于管子表面，如圖
2-67所示。
(2)待預(yù)熱到接近熔化溫度時(shí)，即可打開切割氧氣閥。氣割時(shí)
割嘴沿接近管子的切割方向 (圖2-67中 A所示)進(jìn)行切割。當(dāng)切
圖2-67 固定管子的氣割
割到管子的水平位置時(shí)，關(guān)閉切
割氧氣閥。
(3)再將割炬移到管子的下
部，沿圖2-67中B所示的方向繼
續(xù)切割。切割終了時(shí)，割炬正好
在水平位置，這樣不易被已割斷
的管子碰壞割嘴。
焊接作業(yè)場所通風(fēng)除塵
1.切割通風(fēng)除塵的特點(diǎn)與分類
切割通風(fēng)除塵是防止切割煙塵和有害氣體對(duì)人體危害的最重要
措施，也是降低切割熱污染的主要措施。凡在車間內(nèi)、各種容器及
艙室內(nèi)外進(jìn)行切割作業(yè)時(shí)，均應(yīng)采取通風(fēng)除塵措施，以保證作業(yè)人
員的身體健康。
鑒于切割煙塵具有粒徑小、黏性大、溫度高、發(fā)塵量大的特
性，切割通風(fēng)除塵具有以下幾個(gè)特點(diǎn)。
(1)凈化方式應(yīng)能清除小粒子的煙塵，如采用靜電除塵、布袋
除塵等。
(2)通風(fēng)時(shí)的清灰系統(tǒng)必須有效。
(3)通風(fēng)管道等要有耐熱性。
(4)系統(tǒng)的容塵量要大。
2.通風(fēng)
當(dāng)切割工作場地的高度 (凈)低于3.5～4垃或每個(gè)焊工工作
空間小于200mm3 時(shí);當(dāng)切割工作場地結(jié)構(gòu) (條件)影響空氣流
動(dòng)，使切割工作空間的煙塵和有害氣體濃度超過規(guī)定時(shí)，應(yīng)
通風(fēng)換氣，換氣量應(yīng)保持每個(gè)焊工為正常的
通氣量。
