等离子切割终极指南：类型和应用

本文将对等离子切割的工艺类型、操作技巧以及常见应用进行详细的讲解，帮助用户更好地理解和应用该技术，提高切割质量和生产效率。

1.0什么是等离子切割

等离子切割的工作原理是，在电极和工件之间产生电弧，并通过细孔喷嘴进行收缩。这会提高等离子的温度（超过 20,000°C）和速度，使其接近音速。高温等离子射流熔化金属，而电弧的力量会将熔融的材料吹散成熔渣。

这 等离子工艺 非常适合切割金属，包括那些会形成难熔氧化物的金属，例如不锈钢、铝、铸铁和有色合金。切割质量取决于多种因素，但该系统操作简便，通常是最实用、最经济的解决方案。

2.0等离子切割工艺类型说明

等离子切割技术是一种高效、精准的切割工艺，广泛应用于金属加工行业。它利用电弧加热熔化金属材料，具有切割速度快、热影响区小、操作简便等优点。无论是快速切割薄金属板，还是精密加工厚壁管材，等离子切割都能带来卓越的效果。

2.1拖拽切割

• 原则：将割炬喷嘴沿工件表面拖动进行切割。
• 适用条件：通常适用于电流≤40安培的低电流切割。
• 耗材：需要专门的“拖拽切割喷嘴”。
• 操作提示:
  • 可以使用非导电尺来帮助保持直线。
  • 从距离操作员最远的一侧开始切割，并将割炬拉向操作员。
  • 始终保持割炬垂直于工件表面。
• 以一致、平稳的速度移动，以确保切割精确、整齐。
• 适用材料厚度：一般适用于≤5mm的材料。

2.2间隔切割

• 原则：切割时割炬喷嘴与工件表面保持3-4毫米的距离。
• 耗材：需要与机器电流相匹配的切割喷嘴。
  辅助工具:
  • 隔离导轨
  • 滚柱导轨
  • 电弧切割导向套件等
• 操作提示:
  • 从距离操作员最远的一侧开始切割，并将割炬拉向操作员。
  • 保持割炬垂直于工件并以一致、稳定的速度移动，以确保切割整齐。
• 适用场景：非常适合精细切割且控制性好。

2.3冲孔

• 定义：在工件上快速创建孔，为后续的切割做准备。
• 耗材：使用标准切割喷嘴，确保机器的电流与喷嘴规格相匹配。
• 无需特殊辅助设备
• 穿孔技巧:
  • 薄板（<2毫米）:
    • 将割炬倾斜 15°–30° 角，使喷嘴接触工件。
    • 建立弧线后，逐渐过渡到垂直 90° 位置。
    • 穿孔后，开始正常切割过程。
  • 厚片（≥2mm）:
    • 保持割炬与工件垂直，距离至少为 12 毫米。
    • 建立电弧后，缓慢地将割炬移向工件，直到切割电弧建立。
    • 一旦电弧穿透工件底部，将割炬降低至正常切割高度并开始切割过程。

2.4斜切

• 目的：在板材或管道的边缘形成斜切口，以便在焊接过程中实现更深的焊缝渗透。
• 适用厚度：通常用于厚度≥9毫米的材料。
• 切割喷嘴：使用标准切割喷嘴，确保机器的电流与喷嘴的额定电流相匹配。
• 操作提示:
  • 对于手动斜切，使用滚轮导轨和角度导轨来保持一致的斜切角度。
  • 常见斜角范围：15°至45°。
  • 保持喷嘴距工件3-6毫米。

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2.5刨削

• 定义：在工件表面形成光滑的坡口，常用于去除焊缝或准备工件背面进行焊接。
• 耗材和设备:
  • 需要专门的凿孔喷嘴。
  • 应与屏蔽杯和气体分配器一起使用。
• 操作流程:
  • 与工件保持 12 毫米距离，倾斜度保持 20°–40°。
  • 建立电弧后，慢慢地将喷嘴靠近工件，直到电弧转移到主电弧。
  • 保持 20°–40° 的倾斜，一旦电弧稳定，将喷嘴移回约 15 毫米远。
• 以恒定的稳定速度向前移动，形成一个狭窄的U形凹槽（约6毫米宽 x 6毫米深）。凹槽宽度可通过左右移动喷嘴进行调整。
• 保护措施：使用电弧防护罩、气刨防护罩和割炬保护罩来保护设备。
• 适用材料：所有导电金属。

2.6切割质量

2.7切割姿势及参数

• 割炬角度:
  切割时割炬应垂直于工件表面。
  当焊枪采用机械夹紧时，可使用方规来保证垂直度。
• 割炬到工件的距离（间隔距离）:
  割炬喷嘴与工件之间的距离直接影响坡口角度，距离越大，坡口角度越大。
  低电流手持系统（≤40A）通常采用拖拽切割，其中喷嘴直接接触工件。
  对于大电流手持系统，建议使用拖曳屏蔽、导轨或切割导轨来保持一致的距离。
  自动切割系统通常配备电弧电压控制 (AVC) 系统，也称为“割炬高度控制”。
  AVC 通过监测电弧电压来调整割炬高度，确保喷嘴与工件保持恒定的距离，补偿变形、不平整的表面和工作台高度变化，从而确保切割的一致性和质量。

2.8切口宽度

• 定义：切割过程中留在材料上的间隙称为切口。
• 重要性：切口宽度会影响最终产品的尺寸精度。外部尺寸可能会缩小，内部孔径可能会增大，因此在设计和编程时应考虑切口补偿。
• 影响切口宽度的因素:
  • 切割电流：电流越大，喷嘴孔径越大，从而导致切口更宽。
  • 切割速度：如果速度太慢，材料会完全熔化，切割电弧可能会向前或向侧面延伸，导致喷嘴孔扩大，切口变宽，同时飞溅（熔渣）增多，切割质量下降。
• 典型范围：切口宽度通常为喷嘴孔直径的 2-3 倍。

2.9斜角

2.10浮渣

• 定义：熔渣是指切割过程中堆积在工件背面的熔渣和未熔化物质。
• 原因:
  • 切割参数不匹配（切割速度、电流、电弧电压、气体压力/流量和气体类型）。
  • 高速飞溅：切割速度过快时发生，难以清理，需要打磨才能去除。
  • 低速飞溅：切割太慢时会出现，但用刷子或轻敲更容易去除。

2.11顶边圆角

• 定义：切割面顶边的圆化或磨损。
• 原因:
  • 当电流过高或喷嘴距离工件太远时发生。
  • 常见于厚板切割。

3.0等离子切割的常见应用和具体产品应用

3.1常见应用：

• 金属板切割：等离子切割广泛用于切割钢板、铝板、铜板等金属板材。由于其精度高、切割速度快，非常适合对形状和尺寸有严格要求的工业领域。
• 管道切割：等离子切割不仅适用于金属板材，还适用于各种管材的精密切割，特别是厚壁、大口径管材的精密切割。
• 焊接准备：等离子切割通常用于金属零件的边缘斜切或预处理，特别是在焊接过程中，斜切可以提高焊接接头的质量和穿透深度。
• 凹槽和槽切割：等离子切割可用于在金属表面创建凹槽，常见于焊接或修复过程中。
• 金属板穿孔：等离子切割可以在金属板材上快速打孔，为后续加工做好准备，特别适合较薄的金属板材。

3.2具体产品应用：

• 等离子板材切割机:
  这类设备专为切割大型金属板材而设计，广泛应用于船舶制造、钢结构、汽车制造等行业。等离子板材切割机能够高速、高精度地切割各种厚度的金属板材，在高效精细化生产中展现出优势。
• 等离子管道切割机:
  这些机器专为切割管道而设计，尤其是大直径或厚壁管道。等离子管道切割机常用于建筑、能源、石油和天然气等行业，用于切割不规则管道、设备和结构部件，具有高生产能力。
• 等离子切割机器人:
  与传统手持式等离子切割机相比，等离子切割机器人自动化程度高、精度高，常用于切割复杂零件，尤其在航空航天、汽车制造等行业，可显著提高生产效率和切割精度。
• 数控等离子切割机:
  这些切割机利用数控技术精确控制切割路径，适合批量生产和切割复杂形状。数控等离子切割机广泛应用于钣金加工、广告行业和机械制造领域，提供高效、精确的切割解决方案。
• 便携式等离子切割机:
  这些机器非常适合现场操作，尤其适合切割大型金属结构或工件。其灵活性使其广泛应用于船舶修理和建筑等行业。

4.0等离子切割常见问题解答

4.1等离子切割与氧燃料切割相比如何？

虽然两种方法都可用于切割金属，但等离子切割速度更快、精度更高，产生的热量更少，从而形成更小的热影响区。氧燃料切割更适合切割较厚的材料，而等离子切割则适用于从薄板到厚板的各种厚度材料。

4.2什么是渣滓？如何才能将其减少到最低限度？

熔渣是切割过程中积聚在工件背面的熔融物质。熔渣是由不正确的切割参数（例如速度、电流和气压）造成的。为了最大限度地减少熔渣，请调整切割速度，确保正确的气压，并避免切割速度过慢或过快。

4.3拖拽切割和远离切割有何区别？

• 拖拽切割：割炬喷嘴沿工件表面拖动，非常适合低电流应用（≤40A）。
• 间隔切割：割炬喷嘴与工件保持 3-4 毫米的距离，适合更高精度和更精细的切割。此方法需要额外的设备，例如导轨。

4.4割炬和工件之间的理想切割距离是多少？

割炬喷嘴与工件之间的距离（称为间距）会影响切割质量。对于低电流系统，喷嘴通常会接触材料（拖拽切割）；而对于高电流系统，喷嘴会通过导轨或 AVC（弧压控制）等自动化系统保持恒定距离。

4.5切口宽度是多少？它如何影响切割？

切口宽度是指切割过程中材料上留下的间隙。它会影响最终产品的精度，尤其是在复杂形状和孔切割的情况下。较大的电流和较低的切割速度会增加切口宽度，因此必须在设计阶段考虑到这一点，以补偿尺寸变化。

4.6什么是斜面？何时应使用它？

斜切是指以一定角度（通常在15°至45°之间）切割金属板材或管材边缘的工艺。斜切通常用于焊接准备，以确保适当的焊缝熔深和接头质量。