数控等离子切割机的等离子弧切割与弧发生装置的原理邦科详细介绍

等离子切割过程与气割原理有本质的区别，它是一个物理切割的过程，利用等离子弧的高温将割缝处金属熔化，并用高速焰流将其吹走， 随着割嘴的移动从而形成狭窄缝隙把材料分开，等离子弧又称作压缩电弧，一种导电截面收缩的比较小，从而能量更加集中的电弧。

(一) 等离子弧切割原理
1.  等离子弧的产生
产生的原理与焊接用电弧基本相同
电弧是一种稳定的气体放电形式，是电流通过气体的现象
 通常情况下，气体是良好的绝缘体
 在外加能量作用下，气体中一些原子放出电子而变成正离子——电离
电弧产生的原理
 外加能量的大小，用电离电位表示
 根据外界供给能量的方式，气体电离可以分为三种形式
    光电离、碰撞电离和热电离
 电弧中气体的电离主要是热电离
 气体电离的程度用电离度表示：离子或电子的密度与电离前中性粒子的密度之比
 电离度低于0.1%的气体被称作弱电离体，其性质与未电离气体接近
电离气体的性质
 电离度达到1%时，气体导电性接近充分电离气体
 等离子弧的温度及电离度比普通焊接电弧有明显的提高
 等离子弧的导电性能没有显著变化
 等离子弧弧柱的截面尺寸比较小，它的电阻往往很大
 决定气体电离度的主要因素是温度
等离子体的定义
 在30000K时，各种气体几乎都变成离子，处于完全电离状态
 处于完全电离状态的气体便是所谓的“等离子体”
 这种气体完全由带电粒子组成，具有很强的导电能力，呈现出明显的电磁性能，但其整体却保持着电中性
 物质存在的第四态

2. 等离子弧发生装置的原理

热收缩效应(1)
 电弧通过喷嘴孔道在钨极和被切割金属之间燃烧
 弧柱受冷气流及水冷喷嘴孔道壁的冷却作用

热收缩效应(2)
 冷却气体的这种作用被称为“热收缩效应”
 在已缩小的截面上通过同样的电流，须提高供给电压
磁收缩效应
 等离子弧电流达到相当数值时，弧柱电流产生的磁场对弧柱截面积进一步压缩
 这种作用称为“磁收缩效应”
 自由燃烧电弧也存在磁收缩效应
 等离子弧有较高的电流密度，而且以热收缩做前提，所以磁收缩效应更强

机械收缩效应
 喷嘴孔道的孔径对弧柱产生强制压缩作用
 电弧周围的压缩气流或水流也对弧柱产生强制压缩作用

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