空氣等離子弧切割有單一空氣式和復(fù)合式兩種形式。其切割原理和割槍如圖6-14所示。

一、單一式空氣等離子弧切割工藝

  它是利用空氣壓縮機提供的壓縮空氣作為工作氣體的等離子弧切割法。這種形式的空氣等離子弧切割的成本低，氣體來源方便。壓縮空氣在電弧中加熱后分解和電離，生成的氧與切割金屬產(chǎn)生化學(xué)放熱反應(yīng)，加快了切割速度。充分電離的空氣等離子體的熱焓值高，因而電弧能量大，與一般等離子弧切割相比，其切割速度快，特別適合切割30mm以下的不銹鋼、碳鋼、鋁及其他材料。

  幾種國產(chǎn)空氣等離子弧切割機的技術(shù)參數(shù)見表6-16。

  這種切割方法的電極受到強烈的氧化腐蝕，導(dǎo)致電極損耗嚴(yán)重，所以不能采用通常的純鎢電極或氧化鎢電極。一般采用銅座中鑲嵌的純鋯或純鉿電極。即使采用純鋯或純鉿電極，它們的工作壽命一般也只有5～10h，就得更換新的電極。

  表6-17列出了空氣等離子弧切割不銹鋼板的工藝參數(shù)。

  空氣等離子弧除能切割不銹鋼板外，還可以對不銹鋼焊縫進行清根。等離子弧清根是利用高能量等離子弧將金屬熔化，然后由離子氣體吹走熔化金屬，意圖形成一個較為光滑的清根表面，其表面無滲碳現(xiàn)象，不需要打磨，可直接施焊。

 浙江至德鋼業(yè)有限公司曾在04Cr13Ni5Mo馬氏體不銹鋼板上進行試驗，取樣尺寸為200mm×80mm×40mm板材，分別用空氣等離子弧和機械加工開V形坡口，取相同的焊接材料和焊接參數(shù)施焊，進行對接裂紋試驗。試驗結(jié)果表明：用兩種方法加工的坡口，在室溫下均出現(xiàn)少量的斷面裂紋；試樣進行50℃預(yù)熱、焊接，均沒有出現(xiàn)裂紋。說明用空氣等離子弧開坡口對焊接接頭的焊接均無不良影響。切割用的等離子弧具有能量非常集中、弧短和弧硬的特點。用它來清根，弧柱經(jīng)過之處有深而窄的溝槽，但很難清理出光滑表面，這是由于弧硬的原因；假若等離子弧太軟又會導(dǎo)致噴嘴的壓縮效應(yīng)不好。由于不銹鋼熔化金屬的流動性差，加之其導(dǎo)熱性又差，造成切口底部過熱，切口中內(nèi)殘留的未吹走熔化金屬就與切口下部熔合成一體，冷凝固后形成很難清除的熔瘤。為此，該公司技術(shù)人員經(jīng)過多次摸索探討，研制了一種合適的噴嘴，使等離子弧的軟硬程度適中，能維持足夠的弧長，便于清根。這樣，等離子弧既有較高的清根效率又有較高的電弧穩(wěn)定性；同時又可以得到較光滑的切割表面，也不會產(chǎn)生焊瘤且易清除熔渣。

二、復(fù)合式空氣等離子弧切割工藝

  復(fù)合式空氣等離子弧切割的原理是采用內(nèi)外二層噴嘴，內(nèi)噴嘴內(nèi)通入常用的工作氣體，外噴嘴內(nèi)通入壓縮空氣。這種切割方法的優(yōu)點在于：一方面利用壓縮空氣在切割區(qū)進行化學(xué)放熱反應(yīng)，提高切割速度：另一方面又避免了空氣與電極的直接接觸，以減少電極的損耗，可采用純鎢或鈰鎢（錸鎢）作為電極。