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等离子技术原理


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2020年10月21日星期三
飞马特XT系列割枪及消耗件
飞马特的切割喷嘴采用了较小的喷嘴孔径、较高的工作气压来提高喷 嘴有效断面内通过的电流,同样达到了增大电弧的功率密度之目的并大 大减少了电弧的功率损失,从而实现了更经济的切割。
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2020年10月21日星期三
• XT-300
November 2009
THANK YOU
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2020年10月21日星期三
感谢下 载
感谢下 载
• 非转移型等离子弧温度最高可达18000℃﹐主要用于工件表面喷涂耐高温﹑耐磨损﹑耐腐蚀
的高熔点金属或非金属涂层﹐也可以切割薄板金属材料﹐还可以作为金属表面热处理的热源。
• 混合型等离子弧主要用于微束等离子弧焊接和粉末堆焊。
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2020年10月21日星期三
等离子处理过程
• 等离子处理
DC
_
10 000 K 自由弧
等离子弧压缩
5 000 K
2000 K 300 k
+
+
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2020年10月21日星期三

尖嘴电极
平嘴电极
锆 ( Zr ) or 铪 ( Hf )
弹坑 氧化层
熔点 汽化点
Zr 1850
4370
ZrO2 2700
5000
Hf HfO2 2220 2750
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LV Arc Started
2020年10月21日星期三
应用于板材切割
• 与数控结合可进行各种花样切割
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2020年10月21日星期三
应用于机器人
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2020年10月21日星期三
Automated Plasma Thermadyne China
Training
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2020年10月21日星期三
等离子气辅助气气流示意图
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2020年10月21日星期三
N2/H2O 等离子主要用于有色金属的切割
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2020年10月21日星期三
海宝等离子割枪及消耗件
海宝的切割喷嘴采用了较小的喷嘴孔径、较长的孔道长度并加强 了冷却效果,这样可以使得喷嘴有效断面内通过的电流增加,即电 弧的功率密度增大。但同时压缩也使得电弧的功率损失加大,因此, 实际用于切割的有效能量要要比电源输出的功率小很多,其损失率 一般在35%~50%之间,
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气体电离 电弧 压缩 热能 动能 金属材料的熔融喷出物
-
尖端快速的被冷却 = 弧压缩 电弧中心的温度 (15,000 to 35,000°C) = 融化金属材料
高速等离子射流 = 融化的金属材料通过割缝喷出
2020年10月21日星期三
等离子弧处理过程
• 等离子弧压缩
20 000 K
_
等离子技术原理
飞马特-上海技术支持
等离子体是物质的第四态(以H2O为例)
• 要是把水蒸汽再加热,比方几千度、上万度地烧,会怎样呢?哈,
哈──,这就是物质的第四态,等离子体状态!
PLASMA
GAS
LIQUID
SOLID
ENERGY
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2020年10月21日星期三
什么是等离子?
• 等离子气体是一种高能热态气体,具有很高的温度和离子化特性,并因此具 有导电性。等离子弧切割是利用电极与割嘴之间产生一个电弧经延时后传导 至工件,从而电离等离子气体而产生等离子弧,等离子弧的热量将工件熔化, 再通过等离子气和保护气的高速气流作用将熔化金属吹走,从而实现工件的 切割。
飞马特等离子割枪
SL100SV
XT-301
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• PCM 6B
飞马特重型割枪
M200
U51
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2020年10月21日星期三
SL-100割枪内部示意图
小机型机用割枪(Cut master series)
9-8213 Pat. Pend.
300 VDC
等离子弧按导电方式可分为非转移型﹑转移型和混合型 3种(见上图 )。
• 转移型等离子弧温度高(10000~52000℃)﹐有效热利用率高﹐主要用于切割﹑焊接和熔炼金
属。切割的金属有铜﹑铝及其合金﹑不锈钢﹑各种合金钢﹑低碳钢﹑铸铁﹑钼和钨等。常用的切割 气体为O2、N2、H35 、Air等。常用的电极为铈钨或钍钨电极﹐采用压缩空气切割时使用的电极 为金属锆或铪。
等离子的类型
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2020年10月21日星期三
普通等离子弧的基本原理
• 飞马特等离子弧的原理﹕首先,让连续通气放电的电弧通过一个喷嘴孔﹐使其在孔道中产生
机械压缩效应﹔同时﹐喷嘴中心安装有一个涡流环﹐等离子气在电离前就已产生强烈的涡流收缩效 应﹐使等离子气聚焦成一束很细的气柱从喷中心喷出;最后,为了确保等离子弧的温度不致持续升 高而使等离子弧柱膨胀扩散,割枪内的循环冷却液又对喷嘴进行冷却,通过降低温度对弧柱再一次 进行压缩并最终达到一种平衡。这3种效应对弧柱进行强烈压缩﹐在与弧柱内部膨胀压力保持平衡 的条件下﹐使弧柱中心气体达到高度的电离﹐而构成电子﹑离子以及部分原子和分子的混合物﹐即 等离子弧。
4600 5400
氧化气体
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钨(W)
W 3400 5660
非氧化气体
等离子处理过程
• 切割气体类型
单一等离子气
等离子气
等离子气 + 保护气
等离子气
保护气
等离子气+ 水雾保护
等离子气

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侧向风速对等离子体射流形貌的影 响
• 不同的金属对等离子弧有不同的响应。碳钢会被氧化,所以常通过含氧等离 子的放热作用来实现对碳钢的快速切割。不锈钢和铝材则是完全依靠等离子 的热量来完成切割过程。因为等离子弧相对于氧气-乙炔焰切割过程会产生大 得多的热量,所以等离子弧也能对不锈钢和铝材实现快速、清洁的切割。
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2020年10月21日星期三
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