等離子技術(shù)原理PPT課件

1、Slide 12021年11月17日星期三等離子體是物質(zhì)的第四態(tài)（以H2O為例） 要是把水蒸汽再加熱，比方幾千度、上萬(wàn)度地?zé)?，?huì)怎樣呢？哈，哈，這就是物質(zhì)的第四態(tài)，等離子體狀態(tài)！第1頁(yè)/共20頁(yè)Slide 22021年11月17日星期三什么是等離子？ 等離子氣體是一種高能熱態(tài)氣體，具有很高的溫度和離子化特性，并因此具有導(dǎo)電性。等離子弧切割是利用電極與割嘴之間產(chǎn)生一個(gè)電弧經(jīng)延時(shí)后傳導(dǎo)至工件，從而電離等離子氣體而產(chǎn)生等離子弧，等離子弧的熱量將工件熔化，再通過(guò)等離子氣和保護(hù)氣的高速氣流作用將熔化金屬吹走，從而實(shí)現(xiàn)工件的切割。 不同的金屬對(duì)等離子弧有不同的響應(yīng)。碳鋼會(huì)被氧化，所以常通過(guò)含氧等離子的放熱

2、作用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)碳鋼的快速切割。不銹鋼和鋁材則是完全依靠等離子的熱量來(lái)完成切割過(guò)程。因?yàn)榈入x子弧相對(duì)于氧氣-乙炔焰切割過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大得多的熱量，所以等離子弧也能對(duì)不銹鋼和鋁材實(shí)現(xiàn)快速、清潔的切割。第2頁(yè)/共20頁(yè)Slide 32021年11月17日星期三等離子的類型第3頁(yè)/共20頁(yè)Slide 42021年11月17日星期三普通等離子弧的基本原理 飛馬特等離子弧的原理飛馬特等離子弧的原理首先，讓連續(xù)通氣放電的電弧通過(guò)一個(gè)噴嘴孔使其在孔道中產(chǎn)生機(jī)械壓縮效應(yīng)同時(shí)噴嘴中心安裝有一個(gè)渦流環(huán)等離子氣在電離前就已產(chǎn)生強(qiáng)烈的渦流收縮效應(yīng)使等離子氣聚焦成一束很細(xì)的氣柱從噴中心噴出；最后，為了確保等離子弧的溫度不致持續(xù)

3、升高而使等離子弧柱膨脹擴(kuò)散，割槍內(nèi)的循環(huán)冷卻液又對(duì)噴嘴進(jìn)行冷卻，通過(guò)降低溫度對(duì)弧柱再一次進(jìn)行壓縮并最終達(dá)到一種平衡。這3種效應(yīng)對(duì)弧柱進(jìn)行強(qiáng)烈壓縮在與弧柱內(nèi)部膨脹壓力保持平衡的條件下使弧柱中心氣體達(dá)到高度的電離而構(gòu)成電子離子以及部分原子和分子的混合物即等離子弧。 等離子弧按導(dǎo)電方式可分為非轉(zhuǎn)移型轉(zhuǎn)移型和混合型 3種(見(jiàn)上圖 )。 轉(zhuǎn)移型等離子弧轉(zhuǎn)移型等離子弧溫度高(1000052000)有效熱利用率高主要用于切割焊接和熔煉金屬。切割的金屬有銅鋁及其合金不銹鋼各種合金鋼低碳鋼鑄鐵鉬和鎢等。常用的切割氣體為O2、N2、H35 、Air等。常用的電極為鈰鎢或釷鎢電極采用壓縮空氣切割時(shí)使用的電極為金屬鋯

4、或鉿。 非轉(zhuǎn)移型等離子弧非轉(zhuǎn)移型等離子弧溫度最高可達(dá)18000主要用于工件表面噴涂耐高溫耐磨損耐腐蝕的高熔點(diǎn)金屬或非金屬涂層也可以切割薄板金屬材料還可以作為金屬表面熱處理的熱源。 混合型等離子弧混合型等離子弧主要用于微束等離子弧焊接和粉末堆焊。 第4頁(yè)/共20頁(yè)Slide 52021年11月17日星期三等離子處理過(guò)程 等離子處理尖端快速的被冷卻尖端快速的被冷卻 = 弧壓縮弧壓縮電弧中心的溫度電弧中心的溫度 (15,000 to 35,000C)C) = 融化金屬材料融化金屬材料 高速等離子射流高速等離子射流 = 融化的金屬材料通過(guò)割縫噴出融化的金屬材料通過(guò)割縫噴出-DC第5頁(yè)/共20頁(yè)Slid

5、e 62021年11月17日星期三等離子弧處理過(guò)程 等離子弧壓縮_+_自由弧20 000 K300 k2000 K10 000 K5 000 K_+_等離子弧壓縮20 000 K300 k2000 K10 000 K5 000 K第6頁(yè)/共20頁(yè)Slide 72021年11月17日星期三等離子弧處理過(guò)程 電極類型鋯鋯 ( Zr )or 鉿鉿 ( Hf ) 彈坑彈坑氧化層氧化層 ZrZrO21850437027005000 Hf HfO22220460054002750 鎢鎢 ( W ) W34005660第7頁(yè)/共20頁(yè)Slide 82021年11月17日星期三等離子處理過(guò)程 切割氣體類型等離

6、子氣等離子氣等離子氣等離子氣保護(hù)氣保護(hù)氣等離子氣等離子氣第8頁(yè)/共20頁(yè)Slide 92021年11月17日星期三側(cè)向風(fēng)速對(duì)等離子體射流形貌的影響側(cè)向風(fēng)速對(duì)等離子體射流形貌的影響 第9頁(yè)/共20頁(yè)Slide 102021年11月17日星期三等離子氣輔助氣氣流示意圖第10頁(yè)/共20頁(yè)Slide 112021年11月17日星期三N2/H2O 等離子主要用于有色金屬的切割第11頁(yè)/共20頁(yè)Slide 122021年11月17日星期三海寶等離子割槍及消耗件 海寶的切割噴嘴采用了較小的噴嘴孔徑、較長(zhǎng)的孔道長(zhǎng)度并加強(qiáng)海寶的切割噴嘴采用了較小的噴嘴孔徑、較長(zhǎng)的孔道長(zhǎng)度并加強(qiáng)了冷卻效果，這樣可以使得噴嘴有效斷

7、面內(nèi)通過(guò)的電流增加，即電弧了冷卻效果，這樣可以使得噴嘴有效斷面內(nèi)通過(guò)的電流增加，即電弧的功率密度增大。但同時(shí)壓縮也使得電弧的功率損失加大，因此，實(shí)的功率密度增大。但同時(shí)壓縮也使得電弧的功率損失加大，因此，實(shí)際用于切割的有效能量要要比電源輸出的功率小很多，其損失率一般際用于切割的有效能量要要比電源輸出的功率小很多，其損失率一般在在35%50%之間，之間， 第12頁(yè)/共20頁(yè)Slide 132021年11月17日星期三飛馬特XT系列割槍及消耗件 飛馬特的切割噴嘴采用了較小的噴嘴孔徑、較高的工作氣壓來(lái)提高噴飛馬特的切割噴嘴采用了較小的噴嘴孔徑、較高的工作氣壓來(lái)提高噴嘴有效斷面內(nèi)通過(guò)的電流，同樣達(dá)到了

8、增大電弧的功率密度之目的并大大嘴有效斷面內(nèi)通過(guò)的電流，同樣達(dá)到了增大電弧的功率密度之目的并大大減少了電弧的功率損失，從而實(shí)現(xiàn)了更經(jīng)濟(jì)的切割。減少了電弧的功率損失，從而實(shí)現(xiàn)了更經(jīng)濟(jì)的切割。第13頁(yè)/共20頁(yè)Slide 142021年11月17日星期三飛馬特等離子割槍 XT-300 SL100SV XT-301第14頁(yè)/共20頁(yè)Slide 152021年11月17日星期三飛馬特重型割槍 PCM 6B M200 U51第15頁(yè)/共20頁(yè)Slide 162021年11月17日星期三SL-100割槍內(nèi)部示意圖小機(jī)型機(jī)用割槍（Cut master series）300 VDCLV Arc Started第16頁(yè)/共20頁(yè)Slide 172021年11月17日星期三應(yīng)用于板材切割 與數(shù)控結(jié)合可進(jìn)行各種花樣切割第17頁(yè)/共20頁(yè)Slide 182021年11月17日星期三應(yīng)