第九章空氣等離子切割機(jī)

1、第九章 空 氣 等 離 子 切 割 機(jī)第一節(jié) 空氣等離子切割機(jī)工作原理一、等離子弧的產(chǎn)生與特點(diǎn)通常把電弧密度為自然條件下的電弧密度（未經(jīng)壓縮）的電弧稱為自由?。蛔杂苫〉膶?dǎo)電氣體設(shè)有完全電離，電弧的溫度在6000到8000之間。而在氣壓、電壓和磁場的作用下，柱狀的自由?。ㄖ孛娣e正比于功率）可以壓縮成等離子弧，等離子弧的導(dǎo)電截面小能量集中?；≈袣怏w幾乎可全部達(dá)到離子狀態(tài)。電弧溫度可高達(dá)15000-30000。能使金屬等物體迅速熔化。二、等離子切割的原理與應(yīng)用切割，一般指的是金屬的切割。等離子弧切割是利用極細(xì)而高溫的等離子弧，使局部金屬迅速熔化，再用氣流把熔化的金屬吹走的切割方法。等離子弧切割由

2、于切割效率高、損耗低、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)已廣泛應(yīng)用于各類工程建設(shè)、制造等行業(yè)。三、等離子弧切割電源與氬弧焊電源技術(shù)參數(shù)比較 機(jī)型項(xiàng)目氬弧焊電源等離子弧切割電源輸入電壓AC220V或AC380VAC220V或AC380V占空比85%以上90%以上輸出空載電壓DC50-70VDC200-300V輸出電流160-400A30-160A使用氣體氬氣空氣四、等離子切割機(jī)工作技術(shù)參數(shù) 機(jī)型項(xiàng)目CUT30CUT40CUT60CUT70CUT100CUT120供電AC220VAC380V占空比90%噴嘴孔徑（mm）1.01.01.21.31.41.5氣壓（kg）44.555.567切割厚度（mm）1811212

3、3125135140 機(jī)型項(xiàng)目等離子切割氣體切割能源電、空氣氧氣、乙炔工作方式人工人工損耗見圖9.4切割速度見圖9.5切割能力能切割不銹鋼、銅不能切割不銹鋼、銅、鋁效率高低五、等離子切割與氣體切割比較第二節(jié) 等離子切割的起弧方式一、接觸起弧與轉(zhuǎn)移起弧等離子弧切割一般有兩種起弧方式：1、 接觸式：即把與極針絕緣的噴嘴貼在工件（聯(lián)接切割電源正端）上，然后把高頻高壓電流加到聯(lián)接電源負(fù)端的電極針（鎢針），使極針噴出電弧，電弧在電壓、氣壓、磁場作用下形成等離子弧，通過大電流維持等離子弧穩(wěn)定燃燒，然后稍抬高噴嘴（避免熾熱的工件損壞噴嘴），開始切割。其過程簡圖如圖9.1這種切割方式多適用于小電流（小功率的切

4、割機(jī)）。圖9.12、 轉(zhuǎn)移弧式（維弧式）：即把電源正端通過一定的電阻和繼電器開關(guān)聯(lián)接到噴嘴上，使得極針與噴嘴間形成電?。ㄓ捎谟须娮柘蘖?，電弧較?。?，然后把噴嘴靠近直接聯(lián)接電源正端的工件上，極針與工件間便形成能量更大的電弧，電弧被壓縮后形成等離子弧，而噴嘴與電源正端的聯(lián)接被斷開，開始切割。圖9.2為其過程簡圖圖9.2轉(zhuǎn)移弧式切割方式可以避免電弧在氣壓的作用下偏離噴嘴中心而損壞噴嘴。此種方式適用于大功率切割機(jī)。二、轉(zhuǎn)移起弧控制電路原理轉(zhuǎn)移弧式切割方式要求先在極針上噴嘴間產(chǎn)生小電弧，然后靠近工件產(chǎn)生等離子弧，通以大電流維持電弧穩(wěn)定后斷開用于起弧的高頻高壓電流 以及小電弧，其控制電路原理圖9.3圖 9

5、.3工作原理：維弧電路的控制繼電器（J2A）與高頻高壓電流產(chǎn)生控制繼電器（J1A）并聯(lián)，這樣，手開關(guān)合上時(shí)（S1合上），由于輸出電壓的作用使得J1、J2同時(shí)動作，J1A、J2A吸合，高頻高壓電流產(chǎn)生器工作，把高頻高壓電流加到了電極針上，而J2A吸合使得噴嘴經(jīng)過電阻PTC、R3、R4聯(lián)接到了電源輸出正端，于是，鎢針與噴嘴間形成電弧，由于PTC、R4、R5的限流，此電弧較小，溫度低。且由于有C2對高頻短路，電抗器及主變壓器次級的高頻阻礙，用于起弧的高頻高壓電流不能反竄到二次整流（D1、D2）電路。鎢針與噴嘴起弧后，電流很小，不能使繼電器兩端的壓降降低到使繼電器斷開，于是，小弧一直都維持著。切割時(shí)，

6、把噴嘴（極針）靠近直接聯(lián)接到電源輸出正端的工件上，由于高壓及小弧的作用，使得極針（鎢針）與工件間形成大電?。芰看螅?，使得輸出電流變大，電流變大后維持電?。ù蠡。┑姆€(wěn)定燃燒，由于電感（電抗器）的續(xù)流作用，使繼電器J1、J2都斷開（具體控制過程參看“第八章 高頻高壓電流控制”，此時(shí)，高頻高壓電流斷開。鎢針與噴嘴間的小電弧也消失。切割機(jī)使用的是等離子弧，等離子弧的產(chǎn)生是電壓、氣壓、磁場的共同作用，所以，切割機(jī)的輸出要求要有較高的電壓，（一般為100180V）而電流較?。ㄒ话銥?0A160A）。這樣，相對于焊機(jī)，切割機(jī)的技術(shù)參數(shù)有所改變：1） 主變壓器匝數(shù)比變小，以得到較高的輸出電壓；2） 慢（緩）

7、起動時(shí)間變長，以保證氣體的供給與氣壓；3） 反饋增益變小，反饋運(yùn)放增益由開環(huán)增益變?yōu)殚]環(huán)增益；4） 占空比變大（90%以上），以得到較高的輸出電壓；5） 電抗器阻抗變大，以防高頻干擾并保證控制繼電器可靠的關(guān)斷。第三節(jié) CT三用機(jī)系列一、原理模型1、手弧焊、氬弧焊、切割三用一體機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)：為了適應(yīng)大工程建設(shè)，特殊環(huán)境（窄或交通不便等）的需求，公司首創(chuàng)把手弧焊、氬弧焊、切割三種用途的焊接（切割）電源合為一體，組裝成三用一體機(jī)。由以上的介紹知道，氬弧焊和手弧焊的區(qū)別除了焊槍及氣瓶的有無之外，內(nèi)部電路中，前者多了高頻高壓電流的產(chǎn)生、控制電路、增壓起弧電路、高頻防護(hù)等，而這些，都在手開關(guān)的控制之下，于是，在手弧焊機(jī)的基礎(chǔ)上很容易實(shí)現(xiàn)氬弧焊，只需改變主變壓器初次級匝數(shù)比，添加手開關(guān)及各種電路并把控制電路置于手開關(guān)的控制之下即可。使用時(shí)更換焊槍，添加氣瓶便行。而切割機(jī)與氬弧焊機(jī)的主要區(qū)別在于輸出電壓、輸出電流的變化，切割機(jī)輸出電壓高、輸出電流低，但如果同時(shí)使用兩個或兩個以上的焊接電源，通過并聯(lián)和串聯(lián)的轉(zhuǎn)換，便可方便地實(shí)現(xiàn)輸出電壓、電流的變換，其原理如圖9.4圖9.4二、轉(zhuǎn)換電路 由圖9.4可知，只要對幾組電源的聯(lián)接關(guān)系進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，即可改變輸出電壓、電流的值；從而適應(yīng)不同的需要。氬弧焊機(jī)與切割機(jī)的轉(zhuǎn)換