等離子體加工
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- 等離子體加工 等離子體加工技術(shù)是一種先進(jìn)制造技術(shù)，等離子體加工是當(dāng)前世界上先進(jìn)的加工工藝。由于它具備精密制造、切削力小、刀具壽命長、速度快、效率高等優(yōu)點(diǎn)，所以在工業(yè)生產(chǎn)中解決了許多常規(guī)方法無法解決的難題。等離子體加工可以加工大多數(shù)金屬材料和非金屬材料。
【關(guān)鍵詞】等離子體加工的原理 等離子體加工的特點(diǎn) 等離子體加工技術(shù)的應(yīng)用
1引言
等離子體加工與其他加工方法相比，最大區(qū)別是它具有溫度高、能量密度大及高適應(yīng)性的特點(diǎn)。同時還具有加工面質(zhì)量好、加工速度快、加工過程容易實(shí)現(xiàn)自動化控制等優(yōu)點(diǎn)。因此，目前等離子體加工已廣泛地應(yīng)用于切割、焊接、航空、化工、輕工、電器與電子、石油、冶金和醫(yī)學(xué)等工業(yè)領(lǐng)域。
2.等離子加工的原理
等離子體加工又稱為等離子弧加工(plasmaarc machining,簡稱PMA)，是利用電弧放電使氣體電離成過熱的等離子氣體流束，靠局部熔化及氣體去除材料的。等離子體又被稱為物質(zhì)的第四種狀態(tài)，物質(zhì)通常以氣、液、固三種狀態(tài)存在。等離子體是高溫電離的氣體，它由氣體原子或分子在高溫下獲得能量電離之后，離解成帶正電荷的離子和帶負(fù)電荷的自由電子，整體的正負(fù)離子數(shù)目和正負(fù)電荷仍相等，因此稱為等離子體。
等離子體具有極高的能量密度，主要由：機(jī)械壓縮效應(yīng)、熱收縮效應(yīng)和磁收縮效應(yīng)等造成的。
機(jī)械壓縮效應(yīng)
電弧在被迫通過噴嘴通道噴出時，通常對電弧產(chǎn)生機(jī)械壓縮作用，而噴嘴通道的直徑和長度對機(jī)械壓縮效應(yīng)的影響很大。
熱收縮效應(yīng)
噴嘴內(nèi)部通入冷卻水，使噴嘴內(nèi)壁受到冷卻，溫度降低，因而靠近內(nèi)壁的氣體電離度急劇下降，導(dǎo)電性差，電弧中心導(dǎo)電性能好，電離度高，電弧電流被迫在電弧中心高溫區(qū)通過，使電弧的有效截面縮小，電流密度大大增加。這種因冷卻而形成的電弧截面縮小作用，就是熱收縮效應(yīng)，一般高速等離子氣體流量越大，壓力越大，冷卻越充分，則熱收縮效應(yīng)越強(qiáng)烈。
磁收縮效應(yīng)
由于電弧電流周圍磁場的作用，迫使電弧產(chǎn)生強(qiáng)烈的收縮作用，使電弧變得更細(xì)，電弧區(qū)中心電流密度更大，電弧更穩(wěn)定而不擴(kuò)散。
上述三種壓縮效應(yīng)的綜合作用，使等離子體能量高度集中，電流密度、等離子體電弧的溫度都很高，達(dá)到11000~28000攝氏度，氣體的電離度也隨著劇增，并以極高的速度（約800~2000m/s）從噴嘴孔噴出，具有很大的沖擊力，當(dāng)達(dá)到金屬表面時，可以釋放出大量的能量，加熱和融化金屬，并將融化了的金屬材料吹除。
等離子體加工有時叫做等離子體電弧加工或等離子體電弧切割。
等離子體加工的特點(diǎn)
等離子電弧不但具有溫度高、能量密度大的優(yōu)點(diǎn)，而且焰流可以控制。適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)功率大小、氣體類型、氣體流量、進(jìn)給...
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