數(shù)控等離子切割機(jī)通常有較高的空載電壓和工作電壓,在使用電離能高的氣體如氮?dú)狻錃饣蚩諝鈺r,穩(wěn)定等離子弧所需的電壓會更高。當(dāng)電流一定時,電壓的提高意味著電弧焓值的提高和切割能力的提高。如果在焓值提高的同時,減小射流的直徑并加大氣體的流速,往往可以獲得更快的切割速度和更好的切割質(zhì)量。
1、氫氣通常是作為輔助氣體與其它氣體混和作用,如著名的氣體H35(氫氣的體積分?jǐn)?shù)為35%,其余為氬氣)是等離子弧切割的氣體之一,這主要得利于氫氣。由于氫氣能顯著提高電弧電壓,使氫等離子射流有很高的焓值,當(dāng)與氬氣混合使用時,其等離子射流的切割能力大大提高。
2、氧氣可以提高切割低碳鋼材料的速度。使用氧氣進(jìn)行切割時,切割模式與數(shù)控火焰切割機(jī)很想像,高溫高能的等離子弧使得切割速度更快,螺旋風(fēng)管機(jī)但是必須配合使用抗高溫氧化的電極,同時對電極進(jìn)行起弧時的防沖擊保護(hù),以延長電極的壽命。
3、空氣中含有體積分?jǐn)?shù)約78%的氮?dú)?,所以利用空氣切割所形成的掛渣情況與用氮?dú)馇懈顣r很想像;空氣中還含有體積分?jǐn)?shù)約21%的氧氣,因?yàn)檠醯拇嬖?,用空氣的切割低碳鋼材料的速度也很高;同時空氣也是經(jīng)濟(jì)的工作氣體。但單獨(dú)使用空氣切割時,會有掛渣以及切口氧化、增氮等問題,而且電極和噴嘴的壽命較低也會影響工作效率和切割成本。由于等離子弧切割一般使用恒流或陡降外特征的電源,噴嘴高度增加后,電流變化很小,但會使弧長增加并導(dǎo)致電弧電壓增大,從而使電弧功率提高;但同時也會使暴露在環(huán)境中的弧長增長,弧柱損失的能量增多。
4、氮?dú)馐且环N常用的工作氣體,在有較高電源電壓的條件下,氮?dú)獾入x子弧有較好的穩(wěn)定性和比氬氣更高的射流能量,即使是切割液態(tài)金屬粘度大的材料如不銹鋼和鎳基合金時,切口下緣的掛渣量也很少。氮?dú)饪梢詥为?dú)使用,也可以同其它氣體混和使用等離子切割機(jī),如自動化切割時經(jīng)常使用氮?dú)饣蚩諝庾鳛楣ぷ鳉怏w,這兩種氣體已經(jīng)成為高速切割碳素鋼的標(biāo)準(zhǔn)氣體。有時氮?dú)膺€被用作氧等離子弧切割時的起弧氣體。
5、氬氣在高溫時幾乎不與任何金屬發(fā)生反應(yīng),氬氣數(shù)控等離子切割機(jī)很穩(wěn)定。而且所使用的噴嘴與電極有較高的使用壽命。但氬氣等離子弧的電壓較低,焓值不高,切割能力有限,與空氣切割相比其切割的厚度大約會降低25%.另外,在氬氣保護(hù)環(huán)境中,熔化金屬的表面張力較大,要比在氮?dú)猸h(huán)境下高出約30%,所以會有較多的掛渣問題。即使使用氬和其它氣體的混合氣切割也會有粘渣傾向。因此,現(xiàn)已很少單獨(dú)使用純氬氣進(jìn)行等離子切割。
數(shù)控等離子切割機(jī)在切割時氣體的使用與選擇是非常重要的,氣體的使用會嚴(yán)重的影響切割的精度、掛渣等種種現(xiàn)象。