海宝等离子原理培训

等离子切割的基本原理Copyright,2003Hypertherm,Inc.ThesematerialscannotbereproducedinanyformwithoutthepermissionofHypertherm,Inc.Copyright,2003Hypertherm,Inc.ThesematerialscannotbereproducedinanyformwithoutthepermissionofHypertherm,Inc.所有用户在进行金属切割时基本上都在寻求同一个目标:理想的切割效果.以下的因素是鉴定理想切割效果的标准•低运营成本•高切割速度•无金属热变化•垂直的角度•优异的公差范围•割缝的尺寸•稳定的重复性理想的切割Copyright,2003Hypertherm,Inc.ThesematerialscannotbereproducedinanyformwithoutthepermissionofHypertherm,Inc.所有的金属切割方式各有其优缺点.基本上,当今在市场上使用的切割方式分为以下几种:•机械切割•化学切割•热切割•化学/热切割金属切割方式Copyright,2003Hypertherm,Inc.ThesematerialscannotbereproducedinanyformwithoutthepermissionofHypertherm,Inc.化学切割方法是通过化学反应来切断金属.典型的化学切割例子就是火焰切割.使用可燃性气体(丙烷,乙炔..)来产生火焰,在整个化学反应过程中氧气作为辅助气体.注意:在化学切割过程中是气体的化学反应切割金属而不是热能.由于铝和不锈钢与氧气不能很好地产生化学反应,所以这两种常见的金属不能用火焰进行切割.化学方法Copyright,2003Hypertherm,Inc.ThesematerialscannotbereproducedinanyformwithoutthepermissionofHypertherm,Inc.例子:•火焰切割优点:•良好的切割质量(6MM以上的板材)•较低的设备投入资金缺点:•较大的热影响区域•较低的切割速度•只应用于碳钢切割化学方法Copyright,2003Hypertherm,Inc.ThesematerialscannotbereproducedinanyformwithoutthepermissionofHypertherm,Inc.1983年之前,很多的等离子切割都采用热能的方式(即空气等离子).在1983年,美国海别得公司成功的在热能切割方式中引入了氧气.热能与化学反应的有效结合是等离子切割技术的飞越.现在可以利用高温能源和氧气化学反应的特性,有效的把两者的优点结合起来,应用到同一切割过程中.热能/化学方法Copyright,2003Hypertherm,Inc.ThesematerialscannotbereproducedinanyformwithoutthepermissionofHypertherm,Inc.例子:•氧气激光•氧气等离子优点:•极佳的薄板切割质量•切割速度高缺点:•有金属化学反应的特性•高额的设备投入资金热能/化学反应方法Copyright,2003Hypertherm,Inc.ThesematerialscannotbereproducedinanyformwithoutthepermissionofHypertherm,Inc.等离子的形成物质的结构状态Copyright,2003Hypertherm,Inc.ThesematerialscannotbereproducedinanyformwithoutthepermissionofHypertherm,Inc.物质的状态生活中常见的三种物质状态Copyright,2003Hypertherm,Inc.ThesematerialscannotbereproducedinanyformwithoutthepermissionofHypertherm,Inc.分子的运动=热能固态:分子运动速度慢多数为晶体状的结构单一的分子无移动能力Copyright,2003Hypertherm,Inc.ThesematerialscannotbereproducedinanyformwithoutthepermissionofHypertherm,Inc.分子运动=热能液态:分子以中等速度运动单一的分子基本可以自由的运动Copyright,2003Hypertherm,Inc.ThesematerialscannotbereproducedinanyformwithoutthepermissionofHypertherm,Inc.分子运动=热能气态:分子以较高的速度运动单一的分子基本可以自由的移动Copyright,2003Hypertherm,Inc.ThesematerialscannotbereproducedinanyformwithoutthepermissionofHypertherm,Inc.等离子:“物质的第四种状态”Copyright,2003Hypertherm,Inc.ThesematerialscannotbereproducedinanyformwithoutthepermissionofHypertherm,Inc.从气态转化为等离子状态割具平衡的原子是不受外部磁场的影响工件Copyright,2003Hypertherm,Inc.ThesematerialscannotbereproducedinanyformwithoutthepermissionofHypertherm,Inc.从气态转化为等离子状态割具自由电子在电磁场的作用下由负极向正极运动工件Copyright,2003Hypertherm,Inc.ThesematerialscannotbereproducedinanyformwithoutthepermissionofHypertherm,Inc.从气态转化为等离子状态正离子在电磁场的作用下由正极向负性运动工件Copyright,2003Hypertherm,Inc.ThesematerialscannotbereproducedinanyformwithoutthepermissionofHypertherm,Inc.从气态转化为等离子子状态割具在外部能量的作用下平衡的原子会发生可能性的碰撞工件Copyright,2003Hypertherm,Inc.ThesematerialscannotbereproducedinanyformwithoutthepermissionofHypertherm,Inc.从气态转化为等离子状态割具原子间相互的碰撞分离出自由的电子和离子,这样周而复始而产生更多的碰撞工件Copyright,2003Hypertherm,Inc.ThesematerialscannotbereproducedinanyformwithoutthepermissionofHypertherm,Inc.由气态转化为等离子状态割具只要有足够的电能和气体的能量,就会形成足够的离子流工件Copyright,2003Hypertherm,Inc.ThesematerialscannotbereproducedinanyformwithoutthepermissionofHypertherm,Inc.等离子的定义具有高速运动,和20,000°C的高温+-Copyright,2003Hypertherm,Inc.ThesematerialscannotbereproducedinanyformwithoutthepermissionofHypertherm,Inc.等离子的定义:气体离子化后,在气体原子中产生了带负电荷的电子和正电荷的离子.当这一过程形成以后,气体开始具有导电性并且有携带电流的能力，这就形成了等离子体,宇宙中最充足的物质.Copyright,2003Hypertherm,Inc.ThesematerialscannotbereproducedinanyformwithoutthepermissionofHypertherm,Inc.等离子具有导电的能力•引导弧状态无电流流通在100A电流的切割状态Copyright,2003Hypertherm,Inc.ThesematerialscannotbereproducedinanyformwithoutthepermissionofHypertherm,Inc.1950s60s70s2000s90s80s1962:Thermal氮气双气流等离子等离子的发展历史•等离子技术发展过程1957:Linde专利的氮气等离子工艺60年代中期:在欧洲,俄罗斯,以及日本使用的手持空气等离子1983:Thermal开始发行手持空气等离子1968:海别得高温水射流等离子1985:海别得第一台手持等离子系统1983:HT400氧气等离子1992:HT2000氧气长寿命技术HD1070精细等离子2003:高性能等离子2001:G3手持系统1999:同轴斜喷技术Copyright,2003Hypertherm,Inc.ThesematerialscannotbereproducedinanyformwithoutthepermissionofHypertherm,Inc.生活中常见的等离子现象•高空中的闪电.静电感应Copyright,2003Hypertherm,Inc.ThesematerialscannotbereproducedinanyformwithoutthepermissionofHypertherm,Inc.等离子切割系统概述Copyright,2003Hypertherm,Inc.ThesematerialscannotbereproducedinanyformwithoutthepermissionofHypertherm,Inc.产生等离子的3项条件气体电源动力点火装置Copyright,2003Hypertherm,Inc.ThesematerialscannotbereproducedinanyformwithoutthepermissionofHypertherm,Inc.等离子基本结构图•电能,气体与割炬的有效组合气体控制单元Copyright,2003Hypertherm,Inc.ThesematerialscannotbereproducedinanyformwithoutthepermissionofHypertherm,Inc.等离子切割是利用优化设计的喷嘴,产生经压缩的高温等离子流来熔化,切断被切割的导电金属.(+)(-)等离子割炬工件等离子切割的基本定义Copyright,2003Hypertherm,Inc.ThesematerialscannotbereproducedinanyformwithoutthepermissionofHypertherm,Inc.等离子割炬将由电源产生的能量通过等离子流传导到要切割的金属体上割炬作为一些易损件(如电极,喷嘴等)的载体,并且通过气体或者水对易损件进行冷却.喷嘴和电极压缩并保持等离子射流.等离子切割割炬的工作方式Copyright,2003Hypertherm,Inc.ThesematerialscannotbereproducedinanyformwithoutthepermissionofHypertherm,Inc.机用等离子割炬喷嘴固定帽涡流环电极割炬本体Copyright,2003Hypertherm,Inc.ThesematerialscannotbereproducedinanyformwithoutthepermissionofHypertherm,Inc.手持等离子割炬涡流环固定帽保护帽电极活塞喷嘴Copyright,2003Hyperther