等離子切割是精確切割方法之一，它使用電離氣體（稱為等離子體）穿過導電金屬切割任何輪廓。可以用等離子弧切割的常見材料包括鐵、不銹鋼、銅、黃銅、鈦和其他導電金屬和合金。本文將討論 等離子、等離子切割製程、優點、缺點、應用等面向。
什麼是血漿？
等離子體是物質的最高熱態，僅次於固體、液體和氣體。當氣體被加熱到 11,000° – 30,000° C 時，它會轉化為等離子體。等離子切割機使用的氣體可以是壓縮空氣、氧氣、氮氣、氬氣、氫氣或這些氣體的任意組合。
等離子切割工藝
由於等離子切割是一種熱方法，因此它使用嚴格的高溫等離子束。同時，類似噴嘴的結構完成了高度集中的等離子束瞄準切割點的任務。等離子槍的操作可以手動或自動完成。例如，CNC等先進的等離子切割技術可以根據上傳的設計和電腦指令進行等離子切割。
等離子切割工作原理
工作原理 （哈塔拉）
等離子體的產生是透過氣體（氮氣、氬氣、氫氣）中的電流來實現的。當電弧加熱氣體時，分子獲得能量並隨機移動，導致原子碰撞。碰撞分離平衡電子並形成離子。氣體中電離粒子的平衡產生等離子體。壓縮空氣以收縮束的形式將等離子強力推向噴嘴的開口。
等離子槍（或稱等離子炬）由噴嘴上方的電極組成，連接電源後向氣體提供電弧。此外，冷卻系統透過氣體或水冷卻等離子槍。
等離子切割機的組成部分
等離子切割機設備主要由三大部分組成；電源、電弧啟動控制台和等離子炬。
| 元件 | 簡介 |
| 能量源 | 電源是指電源，恆定供應的直流電源。電源的作用是在停電期間提供持續的電力供應。 |
| Arc 的啟動控制台 | 它負責產生火花（在火炬內部）。電能轉化為火花，從而產生等離子弧。 |
| 等離子火炬 | 它是充當切割對齊指南的元素。此外，等離子炬中還包括冷卻系統和其他消耗品。 |
等離子切割常見錯誤及如何避免？
等離子切割過程中的微小錯誤可能會導致各種品質缺陷和材料浪費。讓我們來看看一些典型的等離子切割錯誤和避免策略。
- 穿孔高度低
您必須在控制系統中設定穿孔高度和切割高度。穿孔高度過低會導致等離子炬熔化。它還會導致過程失火和易損件損壞。
- 切削速度不合適
切割速度的波動會影響材料消耗，導致品質下降。切割速度太慢或太快，切割的尺寸穩定性都會受到干擾。
- 氣體和內容流
預定義氣體和內容流中的任何干擾都會影響切割品質。建議經常監測氣體流量、冷卻液流量和其他操作參數。
- 耗材不合適
等離子炬組件中有不同的消耗品，例如電極、噴嘴、屏蔽帽和渦流環。這些耗材需要根據工件的厚度、材質以及所需的規格來選擇。
優點
- 厚金屬板
等離子切割技術處理的工件厚度是一個顯著的優勢。它可以切割中厚鋼、銅、黃銅、鋁和其他高導電金屬及合金。它兼容最大 100mm。然而，為了實現精確切割，鋼材的上限範圍為 25 毫米。
- 複雜的形狀
數控等離子切割機執行複雜切割
透過等離子切割複雜的形狀和輪廓可以保持高精度。加熱的等離子體在熱切割過程中消耗較少的材料，並自行去除多餘的材料。
如果您的設計包含複雜的幾何形狀，例如曲線、相交切口或任何奇怪的形狀，那麼等離子切割是您最好的選擇。可以將其視為金屬板上的鉛筆畫。
- 安全處理
由於等離子切割使用惰性氣體，因此意外點火的風險可以忽略不計。如果將其與其他熱切割方法（例如氧燃料方法）進行比較，它會安全得多。
- 材料選擇
等離子切割機適用於多種製造材料，如碳鋼、不銹鋼、低碳鋼、銅、鋁和鈦（相關加工技術包括 等離子切割不銹鋼, 等離子切割鈦, 等離子切割鋁， 等等）。它能夠對這些材料進行複雜的切割。
- 小切口
切割切口是基於刀片的切割技術的限制，而等離子熱切割留下的切割切口則小得多。
- 高切削速度
等離子切割速度範圍為350至800毫米/分鐘 （等離子管道切割 – 基礎知識）。這是最快的之一 金屬切削方法，高切削速度減少了金屬磨損的機會。
缺點
由於等離子切割可以切割中等厚度的導電金屬和合金，因此不能切割高密度和厚的材料，例如鉻。等離子切割無法轉換塊材和棒材的尺寸。
- 有害煙霧
熱切割過程會產生煙霧，等離子切割也不例外。溫度過高的運作條件會產生噪音和煙霧，對戴爾設計的通風系統提出了更高的要求。煙霧處理不當可能會導致健康問題。
應用領域
等離子切割的應用 業務遍及汽車、航空航太、工業建築、造船等各行業。讓我們詳細討論一下這個問題。
- 汽車
等離子切割在汽車行業中經常用於組裝、維修和製造多個零件，例如地板、車頂、內裝等。
- 飛行器
在飛機工業中，等離子切割機用於切割、成型和焊接各種零件。它為許多國防飛機、商用飛機和軍用直升機提供精確的切割和輪廓。
- 工業建築
各種機械設備的安裝需要成型、切割和連接金屬零件。因此，等離子切割在工業建設中具有顯著的作用。此外，它還能夠進行打撈和報廢作業。
- 快速且準確的穿孔
收縮的等離子體束可以非常精確地進行穿刺操作。其他傳統方法最多需要 30 秒，而等離子切割可以在兩秒內完成。
- 造船
等離子切割用於甲板、內飾、外殼、壓力容器、發動機箱等的建造。除上述應用外，等離子切割也廣泛應用於以下領域：
- 通用及工程機械
- 化學工業
- 核工業
- 石油和天然氣
- 食品加工
- 防禦
為什麼要進行等離子切割？
如果將等離子切割與雷射進行比較（等離子切割與雷射切割）、水刀或其他常規切割方法，在許多方面都是有效的。
| 方面 | 等離子弧 | 雷射應用 | 水刀 |
| 兼容材料 | 所有高導電金屬和合金 | 所有金屬和合金，部分塑料 | 幾乎所有材料（鑽石除外） |
| 價格 | 經濟效应 | 比等離子弧成本高 | 經濟效应 |
| 準確性 | 公差低至 ±0.015 mm | 公差低至 ± 0.001 毫米 | 低至 ± 0.15 毫米。 |
| 切割速度 | 35 厘米/米 | 200厘米/秒 | 50厘米/米 |
我們可以得出結論，等離子切割是高精度切割中厚導電金屬和合金的首選方法。它比雷射切割更具成本效益，比水刀切割更精確。與其他兩者相比，它提供了足夠的切割速度。此外，等離子切割技術也是一種節能方法。
結論
毫無疑問，數控等離子切割是中等厚度導電金屬和合金的理想選擇。它以具有競爭力的價格提供高精度切割。
許多因素都會影響切割質量，包括操作員技能、自動化和控制參數的選擇。品質導致根據所需切割的規格來確定消耗品的需求。
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常見問題解答
什麼是等離子切割？
等離子切割是一種熱切割工藝，使用集中等離子弧，熔化切割點的材料以形成切口或輪廓。
哪些材料可以用等離子切割機切割？
等離子切割機可以切割具有高導電性的金屬和合金，例如銅、鋼、鈦、鋁等。此外，它還相容於中等厚度（100 毫米）。
選擇等離子切割技術的理由是什麼？
等離子切割技術具有精度高、切割複雜、生產速度快、操作安全等優點。
等離子弧切割機由哪三個部件組成？
等離子弧的三個組件包括電源、引弧控制台和等離子炬。電源提供電源。起弧控制台負責氣體的電弧產生和電離，等離子炬負責提供集中的等離子束和處理消耗品。
參考書目
- 哈塔拉，M.（nd）。等離子切割技術原理及六重等離子切割。 第五屆國際多學科會議。
- (nd)。 等離子管道切割—基礎知識。 華格集團.
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