等离子弧的工作原理及应用介绍

    对自由电弧的弧柱进行强迫“压缩”，从而使能量更加集中，弧柱中气体充分电离，这样的电弧称为等离子弧。等离子弧又称压缩电弧。它不同于一般的电孤，等离子弧产生的电弧，因不受外界的约束，故也称它为自由电弧。通常，提高弧柱的温度是通过增大电弧功率的方法来解决，但由于自由电弧的温度都不高，一般平均只有6000~8000oK左右。
　　精密等离子弧切割割嘴端面完全防护，使割嘴与工件完全绝缘。离子气和保护气以接力的方式进行作用。离子气只作用到喷嘴就由别的通道排出，而后保护气进行接力，杜绝了双弧现象，使等离子弧的压缩效果大大提高。等离子弧密度提高数倍。弧往更细，切割质量大大提高。同时也防止了穿孔时切割飞溅对喷嘴的损害。精密等离子弧切割除割炬、割嘴具有如此先进的结构外还采取了恒定电流、恒定气流的控制，从而保证了弧柱的稳定性、采取的双气保护以根据不同材料选择不同气体组合可获得最佳切割效果。切割电源和割炉内采用吸热效果好的冷却液，极大提高冷却效果。割炬自动调高，极大提高电弧稳定性。远距离操作，大大降低高频对数控系统的干扰。软起弧大大提高电极寿命。由于采取以上种种措施，使得切割负载持续率达到100%。电极寿命提高许多倍。电极最高引弧可达1200次。切割速度和切割质量与普通等离子弧切割相比大大提高。精密等离子弧切割必须用于数控切割机上才能充分显示出其优越性。
　　a)普通双气等离子弧切割
　　b）精密等离子弧切割
数控等离子切割机中等离子弧的工作原理
　　当在钨极和工件之间加上一个较高的电压并经过高频振荡器的激发，使气体电离形成电弧。电弧在通过特殊孔型的喷嘴时，受到了机械压缩，使截面积小。另外，当电弧通过用水冷却的特种喷嘴内，因受到外部不断送来的冷气流及导热性很好的水冷喷嘴孔道壁的冷却作用，使电弧柱外围气体受到了强烈冷却。温度降低，导电截面缩小，产生热收缩效应，电弧进一步被压缩，造成电弧电流只能从弧柱中心通过，这时的电弧电流密度急剧增加。由于电弧内的带电粒子在弧柱内的运动自己产生磁场的电磁力，使它们之间相互吸引，也就是电磁收缩效应，结果使电弧再进一步被压缩，这样被压缩后的电弧能量将高度集中，温度也达到极高的程度（约1～2万度），弧柱内的气体得到了高度的电离。当压缩效应的作用与电弧内部的热扩散达到平衡后，这时的电弧便变成为稳定的等离子弧。电弧发生在钨极和工件之间，高温的阳极斑点在工件上喷嘴附近最高温度可达30000度。