高精度等離子切割機為了獲得高壓縮性的等離子弧切割電弧,,切割噴嘴都采用了較小的噴嘴孔徑、較長的孔道長度并加強了冷卻效果,,這樣可以使得噴嘴有效斷面內(nèi)通過的電流增加,,即電弧的功率密度增大。但同時壓縮也使得電弧的功率損失加大,,因此,,實際用于切割的有效能量要比電源輸出的功率小,其損失率一般在25%~50%之間,,有些方法如水壓縮等離子弧切割的能量損失率會更大,,在進行切割工藝參數(shù)設(shè)計或切割成本的經(jīng)濟核算時應該考慮這個問題。
在工業(yè)中使用的金屬板厚大多是在50mm以下,在這個厚度范圍內(nèi)用常規(guī)的等離子弧切割往往會形成上大下小的割口,,而且割口的上邊緣還會導致切口尺寸精度下降并增加后續(xù)加工量,。當采用氧和氮氣等離子弧切割碳鋼、鋁和不銹鋼時,,當板厚在10~25mm范圍內(nèi)時,,通常是材料越厚,端邊的垂直度越好,,其切割棱邊的角度誤差在1度~4度,。當板厚小于1mm,隨板厚的減小,,切口角度誤差從3°~4°增加到15°~25°,。
一般認為,這種現(xiàn)象的產(chǎn)生原因是由于等離子射流在割口面上的熱輸入不平衡所致,,即在割口的上部等離子弧能量的釋放多于下部,。這個能量釋放的不平衡,與很多工藝參數(shù)密切相關(guān),,如等離子弧壓縮程度,、切割速度及噴嘴到工件的距離等。增加電弧的壓縮程度可以使高溫等離子射流延長,,形成更為均勻的高溫區(qū)域,,同時加大射流的速度,可以減小切口上下的寬度差,。然而,,常規(guī)噴嘴的過度壓縮往往會引起雙弧現(xiàn)象,雙弧不但會損耗電極和噴嘴,,使切割過程無法進行,,而且也會導致切口質(zhì)量的下降。另外,,過大的切割速度和過大的噴嘴高度都會引起切口上下寬度差的增加,。