第10章空氣等離子切割機(jī)工作原理

1、第10章 空氣等離子切割機(jī)工作原理 空氣等離子切割機(jī)工作原理 第十章 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 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??；自由弧的導(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。能使金屬等物體快速熔化。 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

2、，使局部金屬快速熔化，再用氣流把熔化的金屬吹走的切割方法。等離子弧切割由于切割效率高、損耗低、適用范圍廣等優(yōu)點已廣泛應(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 四、等離子切割機(jī)工作技術(shù)參數(shù) 五、等離子切割與氣體切割比較 空氣等離子切割機(jī)工作原理 其次節(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（避開

3、酷熱的工件損壞噴嘴），開頭切割。其過程簡圖如圖10.1 這種切割方式多適用于小電流（小功率的切割機(jī)）。 圖10.1 2、 轉(zhuǎn)移弧式（維弧式）：即把電源正端通過肯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，開頭切割。 圖10.2為其過程簡圖 圖10.2 轉(zhuǎn)移弧式切割方式可以避開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)。 空氣等離子切割機(jī)工作原理 二、轉(zhuǎn)移起弧掌握電路原理 轉(zhuǎn)移弧式切割方式要求先在

4、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，其掌握電路原理如圖10.3 圖10.3 工作原理： 維弧電路的掌握繼電器（j2a）與高頻高壓電流產(chǎn)生掌握繼電器（j1a）并聯(lián)，這樣，手開關(guān)合上時（s1合上），由于輸出電壓的作用使得j1、j2同時動作，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

5、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，小弧始終都維持著。 切割時，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）與工件間形成大電弧（能量大），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（詳細(xì)掌握過程參看“第九章 高頻高壓電流掌握”，此時，高頻高壓電流斷開。鎢針與噴嘴間的小電弧也消逝。 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

6、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)有所轉(zhuǎn)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）起動時間變長，以保證氣體的供應(yīng)與氣壓； 3）反饋增益變小，反饋運放增益由開環(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掌握繼電器牢靠的關(guān)斷。 空氣等離子切割機(jī)工作原理 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)計與實現(xiàn)： 為了適應(yīng)大工程建設(shè)，特別環(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

7、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)分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、掌握電路、增壓起弧電路、高頻防護(hù)等，而這些，都在手開關(guān)的掌握之下，于是，在手弧焊機(jī)的基礎(chǔ)上很簡單實現(xiàn)氬弧焊，只需轉(zhuǎn)變主變壓器初次級匝數(shù)比，添加手開關(guān)及各種電路并把掌握電路置于手開關(guān)的掌握之下即可。使用時更換焊槍，添加氣瓶便行。 而切割機(jī)與氬弧焊機(jī)的主要區(qū)分在于輸出電壓、輸出電流的變化，切割機(jī)輸出電壓高、輸出電流低，但假如同時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，便可便利地實現(xiàn)輸出電壓、電流的變換，其原理如圖10.4 圖10.4 二、轉(zhuǎn)換電路 由圖10.6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，即可轉(zhuǎn)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)換也是基于這樣的原理，