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数控等离子切割机是实现精确切割与』成型的一种重要手段,对等离子切割技♀术的发展源自二战之前,那时候等离子切割机就已经在市场上有了较为广泛的应用,整︾个等离子切割技术的发展得益于当时现代工业的快速发展,特别是对重型金属以及∏合金进行加工行业的要求。众所周知,日常活动所必需的工具及运输载体的制造都离不开金属。例如,起重机、汽车、摩天大楼、机器人以及悬索桥都是◤由精确加工成型的金属零部件构成的。原因很简单:金属材料非常坚固和耐久。对于大多数制造而言,特别是在满足大型或坚固性方〓面,金属材料自然成为合理的选择№。
有趣的是金属材料的坚固性同时也是它的缺点【〗:由于金属非常不容易损坏,那么要将其加工成特定的形状就非常困难。当人们需要加工一个◇大小和强度与飞机机翼一样的部件@ 时,如何实现精确的切割与成型呢?绝大多数卐情况下,这都需要求助于等离子切▽割机。
理论上讲,一台等离子切割机的原理非常简单。它是通※过操控现知宇宙中最普遍的物质形态之一进行加工的。
二战中,美国的工厂生产装甲、武器和飞机的速度比轴心⊙国快5倍。这些都多亏了私营工业在大规模生产领域所做的巨大革新。
如何更有效的切割和连接飞①机的部件就引发了其中一部分技术ㄨ革新。许多生产军用飞机的工厂采用了一种新的焊♀接方法,该方法涉及到惰性气体保护焊的使用。突破性的发现在于通过电流电解的气体可以在焊○接点附近形成一道屏障,以防止↓氧化。该新方法使得焊缝更加整齐,连接结构♀的强度更坚固。
二十世纪六◆十年代初,工程师们又有了新的发现。他们发现加快气流速度和缩小气孔有助︼于提高焊接温度。新的系统可以得到比任何商用焊机更高的温度。事实上,在这样的高温下,此工具并不ㄨ再起到焊接的作用。相反,它更像是一把锯,切割坚韧的金属如同热刀◢切黄油一般。
等离子电弧的引入革命性地提高了切具♂的速度、准确性以及切割种类,并且可应用于各种金属→。等离子切割机可以很容易地穿透金属▂还要归功于等离子状态的独特性质。那么什么是等离子状态呢?
世界上的物质一共有四种状】态。在我们日常生活中所接触的物质大多是固态、液态或是『气态的。物质的状态由物质分子间的相互作用决定。以水为例:
固态的水就◥是冰↘。冰是由电中性的原子按六角晶格排列而成的♀固体。由于分子间的相互作用稳定,因此呈保持形状的固态。
液态的水就是可以饮用的状态。分子之间仍然保持着作用力,但相互之间以缓慢的速度移动。液体↑有固定的体积,但没有固定的形状。液体的形状根据盛其器皿的◥形状改变而改变。
气态的水则为水蒸气。水蒸气中,分子∞高速运动,相互之间没有联系。由于分子之间没有作用力,因此气体没有固定的形状和体积。
当气体达到』极高温度时,就进入了等离子态。能量开始使分子与分子之间※彻底分离,原子开始结合。通常的原⌒子由原子核(参见原子理论)中的质子和中▽子,以及包围在原子核周围的电子组成。等离㊣ 子态时,电子从原子中分离出来。一旦热能使电子脱离了原子,电子就开始了高速的运动。电子带△负电,剩下的原子核ξ带正电。这些带正电的原子核就称为离子。
当高速运动的电子撞击到其他的电子或是离☉子时,将释放出巨大的能量。正是这些能Ψ量使等离子态有着特殊的性质,从而有了令人难以置信的切割能力。
等离子态常识宇宙中几乎99%的物质是等离子态。由▓于其极高的温度,在地球上并不常见;但在类似太阳这样的天体上是非「常常见的。地球上,闪电中具有这种状态。等离子切割机并不是唯一一种操控※等离子能量的装置。霓虹灯、荧光灯和等离子显▅示器等等,都是依靠等离子状态工作的。这些装置应用的是“冷态”的等离子态。尽管冷态的等离子态不能用于切割金属,但仍然有相当多应用。