等离子弧切割是一种常用的金属与非金属材料切割工艺方法，
切割原理与一般气割原理有本质的区别。它是利用高速、高温和
能量的等离子焰流来加热、熔化被切割材料，并借助内部或外部
高速气流或水流将熔化材料吹离其体，随着等离子弧割炬的移动
形成切割，同时被高速焰流吹除而形成切口的过程。
等离子弧切割分为双气流等离子弧切割、水压缩等离子弧切割
空气等离子弧切割三种。
二、等离子弧切割的特点
(1)等离子弧温度高，能量密度大，弧柱的稳定性、挺直度
好，焰流有很大的冲刷力，割件的切口窄、整齐、光洁、无挂渣，
割件变形和热影响区较小，且切口边缘的硬度及化学成分变化不
大，一般切后可以直接焊接而无需再清理。
(2)切割速度快、生产率高。如对厚25垃垃 以下的碳钢板切
割时，等离子弧切割比氧切割快5倍左右，而对大于25垃垃
的板切割时切割速度快些。
(3)可以切割绝大多数金属和非金属。采用转移型等离子弧可
切割钛、钼、钨、铸铁、不锈钢、铜及铜合金、铝及铝合金等。采
用非转移型等离子弧，还可以切割花岗石、碳化硅等各种非金属。
(4)切割用等离子弧，其电源空载电压高，等离子流速高，热
辐射强，噪声、烟气和烟尘严重，工作卫生条件较差。应注意加强
安全防护。
等离子弧切割设备主要包括电源、电气控制系统、水路系统、
气路系统、割枪和电极
第五节 空气等离子弧切割
空气等离子弧切割，是用压缩空气取代了传统的、氮气等气体作为等离子气的一种经济、方便的等离子弧切割方法。
一、切割原理、特点及应用范围
1.切割原理
空气等离子弧切割原理如图3-20所示。利用空气压缩机提供
图3-20 空气等离子弧切割原理
1—电极冷却水;2—电极;3—压缩
空气;4—压缩喷嘴;5—压缩喷嘴
冷却水;6—电弧;7—割件
的压缩空气直接通入喷嘴，经电弧
加热分解出氧，未分解的空气以高
速冲刷割口。分解出的氧与切割金
属产生化学放热反应，加快了切割
速度。
2.切割基本特点
(1)优点
① 工作气体易取得，成本低，
气体来源方便，综合经济效益比氧-
切割好。
② 操作简便。
③ 切割速度快。电离了的空气
等离子体的热焓值高，因而电弧的
能量大，比普通等离子弧切割速度要快，提高了生产率。
④ 空气等离子体的热焓高。空气中的氧使金属氧化，产生放
热反应，增加了切割过程的热量。弧柱温度为18000K时，热焓是
30%Ar十70% H2 等离子体热焓的1.5倍。
⑤ 利用压缩空气冷却电极和喷嘴。但压缩空气中的氧极易使
电极氧化，使电极使用寿命大大缩短。如镶铪或锆的铜电极，用压
缩空气作为工作气体时，使用寿命较高得多，连续切割的工作时
间达1～2L/个。
⑥ 切割质量好。切割低碳钢、低合金钢、不锈钢和铝容易获
得无粘渣的切割面，且热变形小，切口窄。采用接触式割炬切割
时，切割面的切口角接近0° (普通等离子弧切割的切口角为5°～
10°);若是选用小电流，则切口宽度大致等于喷嘴的孔径，且上切
口宽度与下切口宽度基本相同 (普通等离子弧切割的上切口宽度是
压缩喷嘴孔径的1.5～2倍)。
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般采用镶嵌式纯锆或纯铪电极，不能采用纯钨电极或氧化物钨电
极。即使采用锆、铪电极，它的工作寿命一般也只有5～10L。
3.切割应用范围
空气等离子弧切割，可用于切割不锈钢、铝、铜、钛、铸铁、
合金钢、碳钢等金属材料，也可切割涂漆或镀锌钢板。可切割钢板
的厚度，视切割机的功率大小而定，通常在0.3～11.5垃垃 范围
内，还适于切割厚30垃垃以下的碳钢，但较普遍用于切割薄板。
火灾扑救注意事项
切割电气设备发生火灾时，为了防止触电事故，一般都在切断
电源后才进行扑救。
(1)断电灭火 切割电气设备发生火灾或引燃附近可燃物时，
首先要切断电源。切断电源时除要防止触电和电弧灼伤外，还应注
意以下几点。
① 切断电源的位置要选择适当，防止切断电源后影响扑救工
作进行。
② 切断电源时应想办法尽快拉脱总开关;在拉脱闸刀 (隔离
开关)时要防止带负荷拉闸刀，并应用绝缘操作棒或戴绝缘橡胶手
套操作。
③ 剪断低压线路时，应使用绝缘胶柄钳等绝缘工具;相线和
零线应在不同部位处剪断，防止发生线路短路;剪断电源的位置应
在电源方向有支持物的附近，防止导线剪断后跌落在地上造成接地
短路或触电危险。
电源切断后，扑救方法与一般火灾扑救相同。
(2)带电灭火 有时在危急情况下，如等待切断电源后再进行
扑救，就会有使火势蔓延扩大的危险，或者断电后会严重影响生
产。这时为了取得扑救的主动权，扑救就需要在带电的情况下进
行。带电灭火时应注意以下几点。
① 必须在确保安全的前提下进行，应用不导电的灭火剂，如
二氧化碳、“1211”、“1301”、干粉等进行灭火。不能直接用导电的
灭火剂 (如直射水流、泡沫等)进行喷射，否则会造成触电事故。
② 使用小型二氧化碳、“1211”、“1301”、干粉灭火器灭火时，
由于其射程较近，要注意保持一定的安全距离。
③ 在灭火人员穿戴绝缘手套和绝缘靴、水枪喷嘴安装接地线
情况下，可以采用喷雾水灭火。
④ 如遇带电导线落于地面，则要防止跨步电压触电，扑救人
员需要进入灭火时，必须穿上绝缘鞋。
此外，对有油的电气设备 (如变压器、油开关)着火时，也要
用干燥的黄砂盖住火焰，使火熄灭。
如因切割电气设备起火，导致化学危险物品火灾，则应针对化
学物品的种类、性质选用适合的灭火器，并采取正确的灭火方法予
以及时扑救。
