等离子弧切割电极和工作气体的选择

1.电极

等离子弧切割的电极材料一般采用铈钨电极，为减少电极强烈的氧化腐蚀，空气等离子弧切割一般采用纯锆或纯铪电极。

2.工作气体

等离子弧切割工作气体既是等离子弧的导电介质，同时还要排除切口中的熔融金属，因此对等离子弧的切割特性以及切割质量和速度有明显的影响。等离子弧切割在生产中通常使用的离子气体有N₂、Ar、N₂+H₂、N₂+Ar，也有用压缩空气、氧气、水蒸气或水作为产生等离子弧的介质。离子气的种类决定了切割时的弧压，弧压越高切割功率越大，切割速度及切割厚度都相应提高。但弧压越高，要求切割电源的空载电压也越高，否则难以引弧或电弧在切割过程中容易熄灭。

各种工作气体在等离子弧切割中的适用性见表13-10。等离子弧切割常用气体的选择见表13-11。

表13-10 各种工作气体在等离子弧切割中的适用性

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表13-11 等离子弧切割常用气体的选择

N₂是一种广泛采用的切割离子气，氮气的热压缩效应比较强，携带性好，动能大，价廉易得，是一种被广泛应用的切割气体。但氮气用作离子气时，由于引弧性和稳弧性较差，需要有较高的空载电压，一般在165V以上。

氢气的携热性、导热性都很好，所需分子分解热较大，故要求更高的空载电压（350V以上）才能产生稳定的等离子弧。由于氢气等离子弧的喷嘴很易烧损，因此氢常作为一种辅助气体而被加入，特别是大厚度工件切割时加入氢对提高切割能力和改善切口质量有显著成效。(www.xing528.com)

用工业纯氩作为切割气体，只需要用较低的空载电压（70～90V），但切割厚度仅在30mm以下，且由于氩气费用较高，不经济，所以一般不常使用。N₂、H₂、Ar任意两种气体混合使用，比任何一种单一气体使用时效果好，因为它们可以相互取长补短，各自发挥其特长。其中尤以Ar+H₂及N₂+H₂混合气体切口质量和切割效果最好。切割较大厚度时，用N₂+H₂混合气体。

我国实际生产上由于氮气价格低廉，所以大多用氮气作为切割气体。压缩空气作为离子气时热焓值高，电弧电压100V以上，电源电压200V以上，在切割30mm以下厚度的材料时，有取代氧-乙炔火焰切割的趋势。

几种常用等离子弧切割法的适用材料和适用切割厚度见表13-12。

表13-12 几种常用等离子弧切割法的适用材料和适用切割厚度

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注：切割低碳钢以等离子弧、水再压缩等离子弧切割法最为适宜。

采用上述气体时应注意的事项如下：

1）氮气中常含有氧气等杂质，随气体纯度的降低，钨极的烧损增加，会引起切割参数的变化，使切割质量降低。钨极与工件之间的距离增大，容易产生双弧，烧坏喷嘴，致使切割过程中断。氮气的纯度应在99.5%以上。

2）用氢气作为切割气体时，一般是使非转移型弧在纯N₂或纯Ar中激发，等到转移型弧激发产生后3～6s再开始供应H₂为好，否则非转移型弧将不易引燃，影响切割的顺利进行。

3）H₂是一种易燃气体，与空气混合后很容易爆炸，所以储存H₂的钢瓶应专用，严禁用装氧的气瓶来改装。另外，通氢气的管路、接头、阀门等一定不能漏气。切割结束时，应先关闭氢气。