无论您是创作艺术品还是制造成品零件，等离子切割都为切割铝，不锈钢等提供了无限的可能性。但是，这项相对较新的技术究竟背后是什么？我们在简要概述中阐明了有关等离子切割机和等离子切割的最重要事实的最重要问题。
等离子切割是通过加速的热等离子流切割导电材料的过程。可以用等离子炬切割的典型材料是钢，不锈钢，铝，黄铜，铜和其他导电金属。等离子切割广泛用于制造，汽车维修和修复，工业建筑，打捞和报废。由于切割速度快，成本低，精度高，等离子切割已从大型工业CNC应用到小型业余公司广泛使用，这些公司随后将其用于焊接。等离子切割-高达30,000°C的温度的导电气体使等离子切割变得如此特别。
等离子切割和焊接的基本过程是创建一个从等离子切割器本身穿过待切割工件的过热电离气体（即等离子）的电通道，从而形成一条通过接地端子返回等离子切割器的完整电路。这是通过压缩气体（取决于要切割的材料的氧气，空气，惰性气体和其他气体）实现的，该气体通过聚焦喷嘴高速吹向工件。在气体中，在气体喷嘴附近的电极和工件本身之间会形成电弧。该电弧使部分气体电离并产生导电的等离子体通道。当来自等离子切割机切割炬的电流流过该等离子时，它会散发出去足够的热量熔化穿过工件。同时，许多高速等离子体和压缩气体将热的熔融金属吹走，从而将工件分开。
等离子切割是切割薄而厚的材料的有效方法。手动割炬通常可以切割38毫米厚的钢板，更强大的计算机控制割炬可以切割150毫米厚的钢板。由于等离子切割机会产生非常热且非常局部的“圆锥”以进行切割，因此它们对于切割和焊接弯曲或成角度形状的板非常有用。
手动等离子切割机通常用于车间，用于薄金属加工，工厂维护，农业维护，焊接维修中心，金属服务中心（废料，焊接和拆除），建筑工程（例如建筑物和桥梁），商业造船，拖车生产，汽车维修和艺术作品（制造和焊接）。
机械式等离子切割机通常比手动等离子切割机大得多，并且与切割台一起使用。机械式等离子切割机可以集成到冲压，激光或机器人切割系统中。机械化等离子切割机的尺寸取决于所使用的工作台和门架。这些系统不易操作，因此在安装之前应将所有组件与系统布局一起考虑。
同时，制造商还提供适用于等离子切割和焊接的组合单元。在工业领域经验法则是：等离子切割的要求越复杂，成本就越高。
等离子切割从1960年代的等离子焊接中诞生，并在1980年代发展成一种非常有生产力的切割钣金和板材的工艺。与传统的“金属与金属”切割相比，等离子切割不会产生金属屑，并且可以提供精确的切割。早期的等离子切割机体积大，速度慢且价格昂贵。因此，它们主要用于批量生产模式下的切割模式重复。与其他机床一样，从1980年代末到1990年代末，等离子切割机中使用了CNC（计算机数控）技术。多亏了数控技术，等离子切割机根据编程在机床数控中的一系列各种指令，在切割不同形状时具有更大的灵活性。但是，CNC等离子切割机通常仅限于使用只有两个运动轴的扁平钢板切割图案和零件。
在过去的十年中，各种等离子切割机的制造商开发了全新的型号，具有更小的喷嘴和更薄的等离子弧。这样可以在等离子切割边缘实现类似激光的精度。几家制造商已将CNC精确控制与这些割炬相结合，以生产几乎不需要返工的零件，从而简化了焊接等其他流程。
术语“热分离”用作笼统术语，用于其中在有或没有切断氧气流的情况下通过热的作用来切断或形成材料的过程，以使得在进一步处理中不需要返工。三个主要过程是含氧燃料，等离子和激光切割。
碳氢化合物被氧化时会产生热量。与其他燃烧过程一样，氧燃料切割不需要昂贵的设备，能源易于运输，并且大多数过程都不需要电力或冷却水。燃烧器和燃气瓶通常就足够了。氧燃料切割是切割重型，非合金和低合金钢的主要工艺，还用于准备材料以进行后续焊接。自燃火焰使材料达到点火温度后，氧气射流将打开并导致材料燃烧。达到点火温度的速度取决于燃料气体。正确切割的速度取决于氧气的纯度和氧气喷射的速度。高纯度氧气，优化的喷嘴设计和正确的燃料气体可确保高生产率并最大程度地降低总体处理成本。
等离子切割技术是在1950年代开发的，用于切割无法燃烧的金属（例如，不锈钢，铝和铜）。在等离子切割中，喷嘴中的气体通过喷嘴的特殊设计被离子化和聚集。只有使用这种热等离子体流，才能切割诸如塑料（无转移电弧）的材料。对于金属材料，等离子切割还会在电极和工件之间点燃电弧，以增加能量传递。一个非常狭窄的喷嘴开口会聚焦电弧和等离子电流。可以通过辅助气体（保护气体）对排放通道进行额外的固定，等离子体/保护气体组合的选择可以显著减少总工艺成本。
激光切割是最新的热切割技术，是在等离子切割之后开发的。的激光束在激光切割系统的谐振腔中产生。尽管谐振器气体的消耗量较低，但其纯度和正确的组成至关重要。特殊的共振器气体可保护设备免受圆柱体进入共振器腔的影响，并优化切割性能。为了进行切割和焊接，激光束通过光束路径系统从共振器引导到切割头。必须确保系统不含溶剂，颗粒和蒸气。特别是对于高性能系统（ 4kW），建议使用液源中的氮气。在激光切割中，氧气或氮气可以用作切割气体。氧气用于非合金钢和低合金钢，尽管该过程类似于氧气燃料切割。在此，氧气的纯度也起着重要的作用。氮用于不锈钢，铝和镍合金，以达到清洁的边缘并保持基材的关键性能。
在许多工业过程中，水被用作冷却剂，给过程带来高温。等离子切割中的注水也是如此。通过注射器将水注入等离子切割机的等离子弧中。当使用氮气作为等离子气体时，通常会产生等离子弧，这与大多数等离子切割机一样。一旦将水注入等离子弧，就会导致高度收缩。在这种特殊过程中，温度显着上升到30,000°C以上。如果将上述工艺优势与传统等离子进行比较，可以看出切割质量和切割矩形度都得到了显着改善并且材料是为焊接准备的理想材料。除了改善等离子切割过程中的切割质量外，还可以观察到切割速度的提高，双曲率的较低风险和喷嘴侵蚀的减少。
Esab的Autorex系统是实现等离子切割自动化的第一步。它可以轻松集成到现有生产线中。（来源：Esab切割系统）
旋流气体通常用于等离子切割行业中，以实现对等离子柱更好的密封性和更稳定的缩颈电弧。随着进气涡流数量的增加，离心力将最大压力点移至气室边缘，而最小压力点则更靠近轴线。最大和最小压力之间的差异随旋流次数的增加而增加。径向上的大压力差会使电弧变窄，并导致高电流密度和轴附近的欧姆发热。这导致阴极附近的温度高得多。扭转气体加速阴极腐蚀的原因有两个：增加气室中的压力和改变阴极附近的流动方式。根据角动量守恒定理，具有高旋流数的气体会增加切割点处的旋流速度分量，这会在切口的左右边缘造成不同的角度。
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