等离子的起弧过程

等离子切割机工作原理等离子切割机是一种常用于金属加工的设备，它利用等离子体的高温和高能量来进行切割和焊接。

下面将详细介绍等离子切割机的工作原理。

1. 等离子体的生成等离子切割机通过电弧放电来产生等离子体。

当电流通过两个电极之间的气体时，气体被电离并形成等离子体。

这个过程中，电弧放电产生的高温和高能量将气体份子激发，使其电离并产生等离子体。

2. 等离子体切割等离子切割机利用产生的等离子体来进行切割。

切割时，等离子体从切割枪中喷射出来，形成一个高温、高速的等离子体火焰。

这个等离子体火焰可以达到几千摄氏度的温度，足以将金属材料加热至熔点并融化。

3. 气体保护在等离子切割过程中，气体保护是必不可少的。

通常使用的气体有氮气、氧气和氩气等。

气体保护的作用是将切割区域周围的氧气隔离，防止金属氧化和燃烧。

同时，气体还可以冷却切割区域，防止过热。

4. 切割控制等离子切割机通常配备了切割控制系统，用于控制切割过程的参数。

切割控制系统可以调节等离子体的功率、气体流量和切割速度等参数，以实现不同材料的切割要求。

5. 应用领域等离子切割机广泛应用于金属加工行业。

它可以切割各种金属材料，包括钢铁、铝、铜等。

由于等离子切割机具有切割速度快、精度高、适合于各种材料等优点，因此在汽车创造、船舶创造、金属结构加工等领域得到了广泛应用。

总结：等离子切割机利用电弧放电产生高温高能量的等离子体，通过喷射等离子体火焰来对金属材料进行切割。

气体保护和切割控制是等离子切割机工作的重要环节。

等离子切割机具有切割速度快、精度高等优点，被广泛应用于金属加工行业。

工作过程简述三相电源通过交流接触器给三相变压器供电，变压器的次级经整流后，得到适合于等离子弧切割的直流电源。

交流接触器由中间继电器控制。

打开前面板上控制电源开关后，按动割炬开关，气阀首先导通，压缩空气过空气过滤减压阀和气阀后，从割炬的喷嘴流出，交流接触器吸合，割炬的电极（负极）和工件（正极）之间就建立了适合于等离子弧切割的直流电源。

同时高频引弧器开始工作，产生引弧所需的高频高压，引弧时间约1～3S左右。

当等离子弧引弧成功，高频引弧器上电压自动降低熄灭电弧，割炬喷嘴中喷出高温高速的等离子弧束，将工件局部迅速熔化，并同时用高速气流将熔化的金属吹走，而形成狭窄切口，完成切割过程。

切割完毕，释放割炬开关，等离子弧熄灭。

四、安装和操作安装注意事项▲三相电源的容量，（KLG-30、40H）型所配的配电箱保险或断路器最小不能小于45A，连接切割机的电缆线截面积应不小于4mm2，（KLG-60H）型所配的配电箱保险或断路器不能小于50A，连接切割机的电缆线截面积应不小于6mm2，（KLG-80、100H）型所配的配电箱保险或断路器不能小于60A，连接切割机的电缆线截面积应不小于8mm2。

（KLG-120H）型所配的配电箱保险或断路器不能小于60A，连接切割机的电缆线截面积应不小于10mm2。

（使用发电机时，请使用切割电源的输入2倍以上容量的具有补偿线圈的发电机）▲配用的空气压缩机流量应不小于0.3m3/min，工作范围0.4～0.8MPa。

▲保护接地线必须用截面积不小于10mm2的电缆线从切割机后面的M8螺栓可靠接地。

▲安装输入输出电缆或气管、安装割炬或装卸割炬配件时一定要切断输入电源。

▲气管内径应不小于φ8mm。

▲检查确认割炬的电极、气体分配器、喷嘴等是否紧固。

切勿在通电的情况下移动切割机，设备通电后不得拆卸箱壳及接触带电零件（包括喷咀）。

▲引弧切割时，应从工件的边缘开始引弧，遇到必须从中间开始切割的工件，应先钻开一小孔，再从小孔的边缘开始引弧。

等离子体点火机理等离子体点火装置是利用高频触发起弧，在高压下产生直流空气电弧等离子体，等离子体火焰中心温度T＞10000K，该等离子体在专门设计的燃烧器中心燃烧筒中形成温度梯度极大的局部高温区，煤粉颗粒在等离子体发生器产生的高温作用下迅速释放出挥发物，使煤粉颗粒破裂粉碎，从而迅速燃烧。

由于反应是在气相中进行，使混合物组分的粒级发生了变化。

因而使煤粉的燃烧速度加快，也有助于加速煤粉的燃烧，这样就大大地减少促使煤粉燃烧所需要的引燃能量。

等离子体内含有大量化学活性的粒子，如原子（C、H、O）、原子团（OH、H2、O2）、离子（O2－、H2－、OH－、O－、H＋）和电子等，可加速热化学转换，促进燃料完全燃烧。

等离子体发生器及其工作原理：等离子体发生器为直流非转移型电弧等离子体发生器。

等离子体炬具有温度高、能量集中、气氛可控等优点。

它由阴极、阳极等组成。

其中阴、阳极材料采用具有高导电率、高导热、耐氧化的金属材料制成，它们均采用水冷方式冷却，以承受电弧高温冲击。

等离子体发生器所用大功率直流稳压电源采用国际最新科技的IGBT管高频逆变开关直流电源，具有电流稳定度高、体积小、效率高等特点系统组成等离子体点火系统由等离子体点火燃烧器、等离子体发生器、等离子电源及控制系统、等离子风粉在线监测系统、压缩空气系统、循环冷却水系统、冷却风系统、及图像火检系统等组成，系统构成如下图所示。

系统功能1. 等离子体电弧启动、停止程控。

2. 等离子体电弧功率自动调节。

3. 等离子体电弧电压、电流、功率参数历史曲线记录。

4. 自动保护等离子体发生器不被烧损。

5. 等离子体阴极，阳极运行时间累计，提示更换阴极寿命。

6. 等离子体装置故障记录。

7. 燃烧器壁温监视，超温报警。

8. 一次风速、一次风量、煤粉浓度在线检测。

9. 联锁保护功能，与FSSS接口。

10. 通讯功能，纳入DCS控制系统经济效益分析以300MW机组为例，预计每年约消耗轻油800～1000吨1) 按常规方法试运所需燃油耗费计算：燃油消耗：1000吨/年燃油价格：0.55万元/吨燃油耗费：0.55×1000 = 550（万元）/年2) 机组改装等离子体煤粉点火装置进行试运所需费用计算：原煤耗费：燃油的低位发热量为4.18×104kj/kg，设计煤种低位发热量为25080kj/kg，原煤价格为500元/吨，年消耗燃油数量为1000吨，则按发热量相等的原则所需的原煤费用为：1000×4.18×104×500/25080＝83.6万元耗电费用：设计煤种发热量：25080 kJ/kg原煤消耗：7833 吨制粉单耗：20 kwh/t；等离子体燃烧器耗电：20 kwh/t；厂用电价格为0.15元/kwh耗电费用：7833×(20+20)×0.15 =4.7万元此后正常运行中每年燃油量按1000吨计算，年节约燃油费用约200万元以上。

等离子点火工作原理
等离子点火是一种通过电弧放电产生高温高压等离子气体，以实现点火的技术原理。

其工作原理可以分为以下步骤：
1. 电源供电：将直流电源接入等离子点火装置，使其正负极相连。

2. 构建电场：通过适当的电源设计，使得正负极之间产生一定的电压差，从而在其之间形成电场。

3. 电离气体：在电场的作用下，从正极辐射出电子，并经过电场加速，与气体分子碰撞。

由于电子具有较高的动能，与气体分子碰撞后能够将其激发或电离。

4. 离子回旋：经过碰撞激发或电离后的气体分子，会在电场的作用下受到静电力的驱动，以较高的速度在电场区域内运动，并形成电子和离子的混合等离子体。

5. 电弧放电：随着气体分子的电离程度提高，等离子体的电阻降低，当电阻降低到一定程度时，气体中出现放电现象，形成电弧放电。

6. 高温高压：电弧放电产生高能量的光和热，使得等离子点火装置附近的气体达到高温高压状态，可点燃与其接触的燃料。

综上所述，等离子点火通过电场的作用使气体分子电离，形成
电子和离子的混合等离子体，进而通过电弧放电产生高温高压气体以实现点火。

铝合金等离子焊起弧铝合金等离子焊起弧一、背景介绍铝合金焊接是一种极具挑战性的焊接工艺，其主要特征是熔池中融化体形成的气泡及焊痕熔池的快速运动，使特定焊接速度极低，而焊接融化深度和焊接质量降低。

相对传统的抗拉焊、抗冲焊、抗扭焊和碳钢焊，等离子焊铝合金的焊接过程更为复杂，需要掌握一定的工艺知识和技术手段。

二、焊痕形状特点与传统的焊接技术相比，等离子焊铝合金具有较大的熔池、较高的焊接质量和较小的焊痕半径，但焊接变形量较大。

焊接熔池的边缘形状和马头状的特征在焊接过程中很容易变形，从而影响焊接质量。

因此，熔池中发生的气泡及焊痕熔池的快速运动，使焊痕形状发生变化，从而影响焊接质量。

三、工艺和工具要求为了确保等离子焊铝合金的焊接质量，工艺及各种工具的质量均有要求：1. 工艺要求：焊接所需的熔池温度及焊堆高度应满足设计要求，焊接有效性应尽可能达到最优状态；2. 工具要求：电极绝缘性良好，绝缘等级至少为 Class 2，焊条熔池形状应满足设计要求，接地位置良好，电极及焊条表面无明显污染；3. 环境要求：温度和湿度应满足设计要求，现场空气质量应良好，不含易燃、有毒、腐蚀性气体；4. 焊接材料要求：焊材表面应保持干燥清洁，无明显污染和砂粒；焊材层状性应符合设计要求；焊材厚度、宽度及形状均应符合设计要求。

四、焊接步骤等离子焊铝合金的具体过程如下：1.准备材料：熔剂、电极、焊条和焊接材料；2.焊接操作：焊接工艺参数的设定、焊接位置的布置、焊接方式的选择、焊痕处理；3.调试焊接：检查电极、焊条和焊接材料的状态；4.焊接结束：焊接操作完毕后，用专用材料清除焊接残渣，焊痕处理，保护焊接位置，最大限度减少焊接后残渣的影响，并对焊接结果进行检查。

五、安全措施等离子焊接铝合金时，必须采取有效的安全措施，以保证良好的焊接质量：1. 使用等离子焊接时必须戴上眼睛和脸部保护。

等离子弧的形成原理是自由电弧的
等离子弧的形成原理即自由电弧的产生机制，主要是通过高温和高能量的电场环境下，气体分子发生电离和激发，形成等离子体的过程。

当电压施加在两个电极之间时，电场会加速自由电子。

电子获得足够的能量后，与气体原子或分子碰撞，将其电离，形成正离子和自由电子。

在电离的过程中，自由电子和正离子之间的电场力将它们分开并加速它们。

这样，电子和正离子在电场力的作用下，沿着电离区域形成一个带电的等离子体区域，形成所谓的弧柱。

在等离子体区域中，电子和正离子之间的碰撞会导致能量交换，激发电子的能级，从而使等离子体放出明亮的光线形成弧光。

这就是等离子弧产生的原理。

在等离子体区域内，由于电场力和热运动的作用，电子和正离子之间会发生碰撞散射，导致等离子体的形状不规则。

这个不规则的形状和动态变化的特性，使得等离子弧呈现出宽、扭曲和闪烁的外观。

需要注意的是，在形成等离子弧的过程中，电极的材料、气体成分和压强等因素也会对等离子弧的形态和特性产生影响。

不同的实验条件和应用环境下，等离子弧的形成会有所不同。

等离子的起弧是等离子电源的一个关键点。

当系统没有启动信号时。

当给一个启动信号后。

控制板接到启动信号，斩波器提供15A的电流，这时电流感应器CSl就感应到了电流。

负向电流通道通过i／o板上的负极与电极连接。

正向电流通过由引弧继电器、引弧控制器CRl、引弧控制器通过高频／高压板与喷嘴相连，形成回路。

然后控制板给出弧转移信号，电流感应器CS3感应到电流，引弧控制器CRl断开，负向电流通道不变正向电流通过钢板形成回路，这样就完成了弧转移，形成了等离子弧。

等离子弧切割一般有两种起弧方式：1、接触式：即把与极针绝缘的喷嘴贴在工件（联接切割电源正端）上，然后把高频高压电流加到联接电源负端的电极针（钨针），使极针喷出电弧，电弧在电压、气压、磁场作用下形成等离子弧，通过大电流维持等离子弧稳定燃烧，然后稍抬高喷嘴（避免炽热的工件损坏喷嘴），开始切割。

其过程简图如图9.11、转移弧式（维弧式）：即把电源正端通过一定的电阻和继电器开关联接到喷嘴上，使得极针与喷嘴间形成电弧（由于有电阻限流，电弧较小），然后把喷嘴靠近直接联接电源正端的工件上，极针与工件间便形成能量更大的电弧，电弧被压缩后形成等离子弧，而喷嘴与电源正端的联接被断开，开始切割。

图9.2为其过程简图转移弧式切割方式可以避免电弧在气压的作用下偏离喷嘴中心而损坏喷嘴。

此种方式适用于大功率切割机。

二、转移起弧控制电路原理转移弧式切割方式要求先在极针上喷嘴间产生小电弧，然后靠近工件产生等离子弧，通以大电流维持电弧稳定后断开用于起弧的高频高压电流以及小电弧，其控制电路原理图9.3工作原理：维弧电路的控制继电器（J2A）与高频高压电流产生控制继电器（J1A）并联，这样，手开关合上时（S1合上），由于输出电压的作用使得J1、J2同时动作，J1A、J2A吸合，高频高压电流产生器工作，把高频高压电流加到了电极针上，而J2A吸合使得喷嘴经过电阻PTC、R3、R4联接到了电源输出正端，于是，钨针与喷嘴间形成电弧，由于PTC、R4、R5的限流，此电弧较小，温度低。

1.1等离子弧的产生：
(1)等离子弧的概念：
自由电弧：未受到外界约束的电弧，如一般电弧焊产生的电弧。

等离子弧：受外部拘束条件的影响使孤柱受到压缩的电弧。

自由电弧弧区内的气体尚未完全电离，能量未高度集中，而等离子弧弧区内的气体完全电离，能量高度集中，能量密度很大，可达105~106W/cm2，电弧温度可高达24000～5000K(一般自由状态的钨极氩弧焊最高温度为10000～20000K，能量密度在104W/cm2以下)能迅速熔化金属材料，可用来焊接和切割。

(2)等离子弧的产生
在钨极与喷嘴之间或钨极与工件之间加一较高电压，经高频振荡使气体电离形成自由电弧，该电弧受下列三个压缩作用形成等离子弧。

①机械压缩效应(作用)——电弧经过有一定孔径的水冷喷嘴通道，使电弧截面受到拘束，不能自由扩展。

②热压缩效应——当通入一定压力和流量的氩气或氮气时，冷气流均匀地包围着电弧，使电弧外围受到强烈冷却，迫使带电粒子流(离子和电子)往弧柱中心集中，弧柱被进一步压缩。

③电磁收缩效应——定向运动的电子、离子流就是相互平行的载流导体，在弧柱电流本身产生的磁场作用下，产生的电磁力使孤柱进一步收缩。

电弧经过以上三种压缩效应后，能量高度集中在直径很小的弧柱中，弧柱中的气体被充分电离成等离子体，故称为等离子弧。

当小直径喷嘴，大的气体流量和增大电流时，等离子焰自喷嘴喷出的速度很高，具有很大的冲击力，这种等离子弧称为“刚性弧”，主要用于切割金属。

反之，若将等离子弧调节成温度较低、冲击力较小时，该等离子弧称为“柔性弧”，主要用于焊接。

等离子弧的形成原理
等离子弧是指在高温和高电压的作用下，气体中的电子被激发并与分子或原子发生碰撞形成的离子化气体。

在等离子弧中，气体分子或原子被强烈激发并被解离成离子和自由电子，形成等离子体（plasma）。

等离子体具有电中性，但由于其中包含的正离子和自由电子数量相等，因此整体上呈电中性。

等离子弧的形成需要高压和高温的条件。

电弧是通过使电子在两个电极之间跳跃来产生的，而在等离子弧中，电子首先被激发并被加速到高速运动，当它们与气体分子或原子碰撞时，气体分子或原子会被电离和激发，从而产生更多的自由电子和离子，如此循环往复，等离子弧就会形成。

等离子弧广泛应用于工业、医疗和科学研究等领域。

在工业领域，等离子弧用于切割、焊接、表面处理和材料改性等应用；在医疗领域，等离子弧用于激光手术和肿瘤治疗等应用；在科学研究领域，等离子弧用于研究高温高能物理现象、等离子体物理和天体物理等领域。

等离子通电启弧时间等离子通电启弧时间是指在给定条件下，等离子体开始形成电弧所需的时间。

等离子通电启弧时间是一个重要的物理参数，它直接影响到等离子体产生和维持的稳定性和可靠性。

等离子通电启弧时间受多种因素的影响，包括电压、电流、气体种类、气体压力、电极距离等。

其中，电压是影响等离子通电启弧时间的主要因素之一。

通常情况下，随着电压的增加，等离子通电启弧时间会缩短。

在等离子通电启弧过程中，首先需要克服气体的绝缘特性，使气体电离形成等离子体。

当电压升高到一定程度时，气体中的分子被电离成正离子和自由电子，形成等离子体。

这个过程需要一定的时间，即等离子通电启弧时间。

除了电压，电流也对等离子通电启弧时间产生影响。

通常情况下，随着电流的增加，等离子通电启弧时间会缩短。

这是因为更大的电流能够提供更多的能量，加速气体电离的过程。

气体种类和气体压力也会对等离子通电启弧时间产生影响。

不同的气体具有不同的电离特性，因此其等离子通电启弧时间也会有所差异。

而气体压力的增加可以加快气体分子的碰撞，从而促进电离过程，缩短等离子通电启弧时间。

电极距离也会对等离子通电启弧时间产生影响。

电极距离越短，电离过程发生的位置越接近电极，等离子通电启弧时间也会相应缩短。

在实际应用中，等离子通电启弧时间的准确测量对于确保设备的正常运行非常重要。

通过测量等离子通电启弧时间，可以评估设备的工作性能和稳定性，并及时进行维护和调整。

等离子通电启弧时间是一个重要的物理参数，它受多种因素的影响。

了解和控制等离子通电启弧时间，对于保证设备的正常运行具有重要意义。

通过合理调整电压、电流、气体种类、气体压力和电极距离等参数，可以有效控制等离子通电启弧时间，提高设备的工作效率和可靠性。

等离子切割的起弧原理是基于等离子弧的产生。

当连续通气的电弧通过喷嘴孔时，在孔道中产生机械压缩效应。

同时，由于弧柱中心比其外围温度高、电离度高、导电性能好，电流自然趋向弧柱中心，产生热收缩效应。

加上弧柱本身的磁收缩效应，这三种效应共同对弧柱进行强烈压缩。

在保持与弧柱内部膨胀压力平衡的条件下，使弧柱中心气体达到高度的电离，从而构成电子、离子以及部分原子和分子的混合物，即等离子弧。

以上内容仅供参考，如需更全面准确的信息，可以查阅等离子切割相关书籍或者咨询等离子切割领域的专业人员。

切割用等离子电弧是如何引燃的？等离子弧切割设备的基本原
理是什么？
切割用等离子电弧是如何引燃的?等离子弧切割设备的基本原理是什么?
等离子弧切割采用直流正极性，即工件接电源的正极。

切割金属时采用转移弧，引燃转移弧的方法与割枪有关。

割枪分有维弧割枪及无维弧割枪两种，有维弧割枪如图5-16所示。

无维弧割枪无图中电阻R支路，其余与有维弧割枪相同。

电阻R的作用是限制电流，将维弧电流限制在能够顺利引燃转移弧的最低值。

高频引弧器用来引燃维弧。

引弧时，接触器触点闭合，高频引弧器产生高频高压引燃维弧。

维弧引燃后，当喷嘴接近工件时，从喷嘴喷出的等离子焰流接触到工件便形成电极至工件间的通路，使电弧转移至电极与工件之间。

一旦建立起转移弧，维弧自动熄灭。

无维弧割枪引弧时，将喷嘴与工件接触，高频引弧器引燃喷嘴与工件之间的非转移弧。

非转移弧引燃后，就迅速将割枪抬起3~5mm，使喷嘴脱离导电通路，电弧便转移至电极与工件之间。

自动割枪需采用有维弧结构。

60A以下手动割枪常采用无维弧结构，60A以上手动割枪采用有维弧结构。

除使用高频引弧器外，有的割枪上的电极是可以移动的，此类割枪可以使用电极回抽法引弧，如图5-17。

图中分流器是绝缘陶瓷，引弧时，将割枪上的电极与喷嘴短路后就迅速分离，引燃电弧。

电焊起弧原理电焊起弧原理电焊起弧是电弧焊接的第一步，也是最关键的一步。

电焊起弧的原理是利用电弧放电时产生的高温和强烈的光辐射，使焊接材料表面熔化并形成电弧，从而实现焊接。

下面将详细介绍电焊起弧的原理和过程。

1.电焊起弧的原理电焊起弧的原理是利用电弧放电时产生的高温和强烈的光辐射，使焊接材料表面熔化并形成电弧。

电弧是一种高温等离子体，其温度可达到5000℃以上，能够使金属材料熔化并形成液态池。

电弧放电时还会产生强烈的光辐射，这种光辐射可以使焊工清晰地看到焊接区域，从而更好地控制焊接过程。

2.电焊起弧的过程电焊起弧的过程分为接触和分离两个阶段。

（1）接触阶段在接触阶段，电极与工件表面接触，形成一个电路。

当电极与工件表面接触时，电流开始流动，电极和工件表面之间的电阻开始降低。

当电阻降低到一定程度时，电极和工件表面之间的电压开始升高，直到达到电弧起弧电压。

此时，电极和工件表面之间的电阻急剧降低，电流急剧增加，电极和工件表面之间的电弧开始放电，形成电弧焊接。

（2）分离阶段在分离阶段，电极从工件表面分离，电弧随之熄灭。

当电极从工件表面分离时，电极和工件表面之间的电阻开始增加，电流开始减小。

当电流减小到一定程度时，电极和工件表面之间的电弧熄灭，电路断开。

3.电焊起弧的影响因素电焊起弧的质量受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面：（1）电极材料和直径电极材料和直径对电焊起弧的影响很大。

电极材料的选择应根据焊接材料的性质和要求来确定。

电极直径的选择应根据焊接材料的厚度和焊接位置来确定。

（2）电弧起弧电压电弧起弧电压是影响电焊起弧质量的重要因素之一。

电弧起弧电压过高会导致电极和工件表面之间的电阻急剧降低，电流急剧增加，从而使电极和工件表面之间的电弧过于强烈，容易引起焊缝质量不良。

电弧起弧电压过低则会导致电极和工件表面之间的电阻过大，电流过小，无法形成电弧。

（3）电流大小电流大小是影响电焊起弧质量的另一个重要因素。