如何提高等离子切割耗材的使用寿命

【编者按】等离子弧切割是利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属局部熔化（和蒸发），并借高速等离子的动量排除熔融金属以形成切口的一种加工方法。

在等离子切割过程中，最常见、最基本的问题就是易损件寿命短。这个问题不仅增加了厂家的易损件成本，还会增加更换易损件及解决相关问题造成的时间成本。大部分厂家记录消耗件的寿命是基于穿孔次数、起弧时间或加工板材的数量。如果不能很好地了解及使用易损件，消耗件的寿命就会大大缩短。

对于易损件而言，电极和喷嘴是很容易损耗的，它们的损耗会导致切割品质降低、穿孔失败，或在切割途中突然断弧。电极接的是来自电源的负极直流电，本体由铜构成，头部含有放射性元素铪或钨，在高熔点的情况下，起到起弧的作用。这些放射性元素会在等离子弧的高温高速下慢慢消耗，在电极的端部形成一个凹坑（每一次损耗只相当于几千份之一英寸）。当端部凹的太深，起弧就只能依靠铜的本体来完成。当电极不能点火并产生弧束时，就证明电极已经损耗完，需要更换新的了。喷嘴用来聚集等离子弧束。喷嘴里的孔是相当圆的，且是同心的。孔的直径、长度及其完整性，都会影响弧的形状，进而影响切割质量。由于等离子壁由涡流气保护，等离子弧通过喷嘴时，不会碰到喷嘴壁。如果弧真的碰到喷嘴壁，将会融化部分金属。喷嘴的损耗会在孔口形成很小的锥状，或使孔径扩大。喷嘴损耗造成的影响是：产生的弧不直，切割面不光洁。正常的消耗件的寿命对于空气和氧等离子系统是1-2小时开弧时间及几百次穿孔，有些系统一套耗材可达到1000次或以上穿孔。

解决消耗件寿命问题的第一步是：彻底检查消耗件，判断能否继续使用。考虑到现场实际情况，通常，我们都是目测判断耗材的损耗情况，一般有三种可能情况：

情况一：电极损耗、喷嘴损耗

如果检查耗材，发现电极和喷嘴都严重损耗了，这可能是电极导致的喷嘴损耗。因为电极产生的等离子弧经过喷嘴，产生的熔融物会进入喷嘴，长期这样，所有的消耗件都会损坏。如果电极的凹坑比较深，铜本体由于过热，颜色会变成蓝色或黑色，可能的原因是冷却流动的速度过慢。严重情况下，电极端部会被熔化掉。

检查冷却介质的流动速率，检查水冷割枪的冷却流速是用一个水桶测试回到冷却水箱。如果跟规格不一样，则检查水泵问题，水管有无扭结、漏水，过滤装置有无堵塞或其它问题。气冷割枪检查气体流动是否过慢。如果电极端面有小的麻点，而喷嘴的内侧也有损坏，就是气流低的缘故。气流低的情况下，弧线在喷嘴和电极之间无法控制。检查割枪的气流速率，最好的方式是用一个流量计（0-400cfh）和气管放在割枪的出气口，用系统进行测试。如果不行，快速检查的方法是仅在等离子气打开的时候，感受割枪出气口的气体流动，此时可以感觉到涡流气体实际上是有吸力的。如果电极表面有黑色残渣，检查气体纯度。快速的方法是纸巾测试法：放一张干净的纸巾在割枪下面，通过系统，割枪进行吹气，在纸上应该没有水分或污染物。

情况二：电极完好、喷嘴损耗

如果电极几乎是新的，而喷嘴是坏的，最有可能的原因是喷嘴出现双弧线。如果等离子弧接触到喷嘴，就会溶化喷嘴口的铜材料。喷嘴内侧的损坏（如沟槽或穿孔），表明等离子压力过低，这样等离子弧就能接触到喷嘴。通过增压装置检查气路是否漏气，可用肥皂水检查所有装置。喷嘴外部损坏经常是割枪到切割工件的高度问题。首先，检查穿孔高度，其高度应该是切割高度的2倍，这样才能避免飞溅的熔渣，穿孔太低是喷嘴损坏的第一原因。检查适当的割枪高度控制，如果在穿孔或切割时，割枪碰到板，喷嘴很快就会坏掉。如果喷嘴发热、变成蓝色或黑色，检查保护气路，保护气路可帮助冷却喷嘴，并保护割枪前端。

情况三：电极损坏、喷嘴完好

如果喷嘴是好的，电极有深的同心凹坑，等离子气体流速可能太高。如果涡流气太大，材料消耗就会越快。这将导致电极快速磨损，应检查等离子气体流量。

如果消耗件看起来是新的，而割枪不能起弧，新耗材可以起弧，问题就不是消耗件寿命问题，这是强制起弧。强制起弧，是由于等离子气压过大。通常，好电极和好喷嘴会因为起弧失败而损坏，我们在割枪起弧的时候，会听到噼啪声。

提高易损件的使用寿命，不仅可以节约成本，还能提高切割效率和切割质量，为厂商提高盈利，正确的判断和使用易损件将会带来新的价值。

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