电弧切割设备原理及组成

电弧切割设备的组成根据切割原理的不同，其设备也不同，下面介绍几种常用的金属极电弧切割方法的设备组成。金属极电弧切割和刨槽是利用金属电极与工件间的电弧热局部熔化工件并利用气流的动量排除熔渣进行切割或刨槽的加工方法。

（1）电弧－氧切割法

电弧切割法是兼有电弧热和氧化反应热的切割方法，原理示意见图1。工艺中采用外涂药皮的空心割条，内通氧气。电弧起预热火焰的作用，从割条内芯喷出的氧流使金属燃烧并起排除熔渣的作用，实现金属的切割。

电弧－氧切割法也可用于切割碳钢，但主要是切割不锈钢及有色金属材料，在切割有色金属时，割条的熔融金属起到氧－熔剂切割中熔剂的作用。

（2）熔化极电弧切割

熔化极切割方法主要有以下三种方法。

喷水式水下电弧切割

①惰性气体熔化极电弧切割法（MIG切割法）MIG切割法工作原理如图2所示，MIG切割法是采用普通MIG焊接装置进给实芯焊丝，利用丝极与工件间产生的电弧热局部熔化工件，而熔融金属由保护气体流排除。MIG电弧切割法可用于切割铝及铝合金、铜及铜合金、不锈钢和蒙乃尔合金等。

②喷水式熔化极电弧切割法

a．切割方法及应用。喷水式熔化极电弧切割是用压力水代替MIG电弧切割中的气体进行切割的方法，切割示意如图3所示。该切割方法的特点是熔融金属为调整喷出的水射流所击，并被排除出切口。主要应用于水下切割各种金属，也可用于大气中对不锈钢进行下料切割等。

b．切割装置组成。喷水式熔化极电弧切割装置部分可利用MIG焊接用设备，主要是电源、送丝机构和行走小车。割炬需重新设计和制造。另外还要配备供给压力水的水泵（可用40W－40型旋转式水泵，功率1.73kW，排量5.4m3/h，扬程40m）。图4所示为喷水式熔化极切割用割炬和喷嘴的结构示意。喷嘴的内孔要设计成能形成柱状且集中的水射流。要确保水射流的轴线与切割丝保持同心。导电嘴的连接处要具有良好水密性，否则在切割时会发生故障。

喷水式水下电弧切割

③压缩空气熔化极电弧切割法

a．切割方法及应用。压缩空气熔化极电弧切割法是用药芯丝极作为切割电极，而沿电弧外围喷射高速压缩空气的一种熔化极电弧切割法。这种方法适用于各种金属材料（包括不锈钢、铝、铜和黄铜等）的刨槽，削除焊道以及切割薄金属。对于铸铁和一些易开裂钢种更为有利。美国的某些铁道部门已用于机动车辆的维修工程中，代替原来的锤子和凿子、砂轮、药皮焊条熔割和碳弧气刨。

b．切割装置组成。切割装置可使用通用型MIG焊接设备中的直流等电压外特性电源（最小电流应≥150A）和送丝装置。割炬和喷嘴需经专门设计，要求能够喷出高速气流并利用割炬上的扳机开启压缩空气。喷嘴的端部开槽道，能够将周围大气吸入到压缩空气流中，以增大其流量。割炬上还配备有气体流量控制器。另外需配备一台功率为1.5kW的空气压缩机并附设调压和过滤装置。