等離子切割機(jī)工作原理

1、第九章空氣等離子切割機(jī)第一節(jié)空氣等離子切割機(jī)工作原理一、等離子弧的產(chǎn)生與特點通常把電弧密度為自然條件下的電弧密度未經(jīng)壓縮的電弧稱為自由弧；自由弧的 導(dǎo)電氣體設(shè)有完全電離,電弧的溫度在 6000c到8000c之間.而在氣壓、電壓和磁場的 作用下,柱狀的自由弧柱截面積正比于功率可以壓縮成等離子弧,等離子弧的導(dǎo)電截 面小能量集中.弧柱中氣體幾乎可全部到達(dá)離子狀態(tài). 電弧溫度可高達(dá)15000c-30000 C 能使金屬等物體迅速熔化.二、等離子切割的原理與應(yīng)用切割,一股指的是金屬的切割.等離子弧切割是利用極細(xì)而高溫的等離子弧,使局部 金屬迅速熔化,再用氣流把熔化的金屬吹走的切割方法.等離子弧切割由于切

2、割效率高、 損耗低、適用范圍廣等優(yōu)點已廣泛應(yīng)用于各類工程建設(shè)、制造等行業(yè).三、等離子弧切割電源與氮弧焊電源技術(shù)參數(shù)比擬型 工程氮弧焊電源等離子弧切割電源輸入電壓AC220VIE AC380VAC220VS AC380V占空比85犯上90%Z 上輸出空載電壓DC50-70VDC200-300V輸出電流160-400A30-160A使用氣體fit氣空氣四、等離子切割機(jī)工作技術(shù)參數(shù)型工程,一-CUT30CUT40CUT60CUT70CUT100CUT120供電AC220VAC380V占空比90%噴嘴孔徑mm1.01.01.21.31.41.5氣壓kg44.555.567切割厚度mm181121231

3、25135140.機(jī)型 工程等離子切割氣體切割能源電、空氣氧氣、乙快工#人工人工損耗見圖9.4切割速度見圖9.5切割水平能切割不銹鋼、銅不能切割不銹鋼、銅、鋁效率高低五、等離子切割與氣體切割比擬第二節(jié)等離子切割的起弧方式一、接觸起弧與轉(zhuǎn)移起弧等離子弧切割一般有兩種起弧方式：1、接觸式：即把與極針絕緣的噴嘴貼在工件聯(lián)接切割電源正端上,然后把高頻高壓電流加到聯(lián)接電源負(fù)端的電極針 鴇針,使極針噴出電弧,電弧在電壓、 氣壓、磁場作用下形成等離子弧,通過大電流維持等離子弧穩(wěn)定燃燒, 然后稍 抬高噴嘴防止熾熱的工件損壞噴嘴,開始切割.其過程簡圖如圖9.1這種切割方式多適用于小電流小功率的切割機(jī).圖9.12

4、、轉(zhuǎn)移弧式維弧式：即把電源正端通過一定的電阻和繼電器開關(guān)聯(lián)接到噴嘴上, 使得極針與噴嘴間形成電弧由于有電阻限流,電弧較小,然后把噴嘴靠近直 接聯(lián)接電源正端的工件上,極針與工件間便形成能量更大的電弧,電弧被壓縮 后形成等離子弧,而噴嘴與電源正端的聯(lián)接被斷開,開始切割.圖9.2為其過程簡圖圖9.2轉(zhuǎn)移弧式切割方式可以防止電弧在氣壓的作用下偏離噴嘴中央而損壞噴嘴.此種方式適用于大功率切割機(jī).二、轉(zhuǎn)移起弧限制電路原理轉(zhuǎn)移弧式切割方式要求先在極針上噴嘴間產(chǎn)生小電弧,然后靠近工件產(chǎn)生等離子 弧,通以大電流維持電弧穩(wěn)定后斷開用于起弧的高頻高壓電流以及小電弧,其限制電路 原理圖9.3圖9.3工作原理：維弧電路

5、的限制繼電器J2A與高頻高壓電流產(chǎn)生限制繼電器J1A并聯(lián),這樣, 手開關(guān)合上時S1合上,由于輸出電壓的作用使得 J1、J2同時動作,J1A J2A吸合, 高頻高壓電流產(chǎn)生器工作,把高頻高壓電流加到了電極針上,而J2A吸合使得噴嘴經(jīng)過電阻PTC R& R4聯(lián)接到了電源輸出正端,于是,鴇針與噴嘴間形成電弧,由于 PTC R4 R5的限流,此電弧較小,溫度低.且由于有 C2對高頻短路,電抗器及主變壓器次級的高 頻阻礙,用于起弧的高頻高壓電流不能反竄到二次整流D1、D2電路.鴇針與噴嘴起弧后,電流很小,不能使繼電器兩端的壓降降低到使繼電器斷開, 于是, 小弧一直都維持著.切割時,把噴嘴極針靠近直接聯(lián)接

6、到電源輸出正端的工件上,由于高壓及小弧的 作用,使得極針鴇針與工件間形成大電弧能量大,使得輸出電流變大,電流變大后維持電弧大弧的穩(wěn)定燃燒,由于電感電抗器的續(xù)流作用,使繼電器J1、J2都斷開具體限制過程參看“第八章高頻高壓電流限制,此時,高頻高壓電流斷開.鴇針與噴嘴間的小電弧也消失.切割機(jī)使用的是等離子弧,等離子弧的產(chǎn)生是電壓、氣壓、磁場的共同作用,所以,切割機(jī)的輸出要求要有較高的電壓,一般為100180y而電流較小一般為30A160A. 這樣,相對于焊機(jī),切割機(jī)的技術(shù)參數(shù)有所改變：1主變壓器匝數(shù)比變小,以得到較高的輸出電壓；2慢緩起動時間變長,以保證氣體的供應(yīng)與氣壓；3反應(yīng)增益變小,反應(yīng)運放增

7、益由開環(huán)增益變?yōu)殚]環(huán)增益；4占空比變大90犯上,以得到較高的輸出電壓；5電抗器阻抗變大,以防高頻干擾并保證限制繼電器可靠的關(guān)斷.第三節(jié)CT三用機(jī)系列一、原理模型1、手弧焊、氮弧焊、切割三用一體機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)：為了適應(yīng)大工程建設(shè),特殊環(huán)境窄或交通不便等的需求,公司首創(chuàng)把手弧焊、氮 弧焊、切割三種用途的焊接切割電源合為一體,組裝成三用一體機(jī).由以上的介紹知道,氮弧焊和手弧焊的區(qū)別除了焊槍及氣瓶的有無之外,內(nèi)部電路中,前者多了高頻高壓電流的產(chǎn)生、限制電路、增壓起弧電路、高頻防護(hù)等,而這些,都在手 開關(guān)的限制之下,于是,在手弧焊機(jī)的根底上很容易實現(xiàn)氮弧焊,只需改變主變壓器初次 級匝數(shù)比,添加手開關(guān)及各種電路并把限制電路置于手開關(guān)的限制之下即可.使用時更換 焊槍,添加氣瓶便行.而切割機(jī)與氮弧焊機(jī)的主要區(qū)別在于輸出電壓、 輸出電流的變化,切割機(jī)輸出電壓高、 輸出電流低,但如果同時使用兩個或兩個以上的焊接電源,通過并聯(lián)和串聯(lián)的轉(zhuǎn)換,便可 方便地實現(xiàn)輸出電壓、電流的變換,具原理如圖9.4圖9.4二、轉(zhuǎn)換電路由圖9.4可知,只要對幾組電源的聯(lián)接關(guān)系進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,即可改變輸出電壓、電流的值；從而適應(yīng)不同的需要.量弧焊機(jī)與切