气压大小如何影响切割断面

气压是影响切割质量（尤其是切割断面质量）的关键参数之一。它的影响不是单一的“高好”或“低好”，而是一个需要与切割速度、功率/电流等参数精确匹配的“最佳范围”。总的来说，气压对切割断面的影响主要体现在挂渣情况、断面粗糙度、切缝宽度和底部棱边等方面。下面分两种情况来详细解释：

1. 激光切割（以氧气辅助切割金属为例）

在激光切割中，气体（如氧气、氮气）的主要作用是：

· 辅助燃烧（氧气）：与金属发生放热反应，增加能量。

· 吹走熔渣：将切缝内的熔融材料吹走，形成清洁的切口。

· 保护镜片和枪体：防止飞溅物损伤光学部件。

气压过低的影响：

· 断面粗糙、挂渣严重：这是最直接的表现。气压不足，无法有效、及时地将切缝底部熔融的金属吹走。这些熔融金属会附着在板材底部，形成难以清除的挂渣（毛刺）。同时，吹不走的熔融金属会重新凝固，使切割断面变得粗糙、不光滑，形成条纹。

· 切割速度下降：为了吹掉熔渣，可能需要降低切割速度，否则无法切透，影响生产效率。

· 可能切不透：在极端情况下，气压太低根本无法吹透熔融层，导致切割中断。

气压过高的影响：

· 断面产生涡纹，粗糙度增加：过高的气压会在切缝内形成湍流，而不是稳定的层流。这种湍流会干扰熔融金属的正常流动，并在切口侧面形成规律的横向涡纹，使断面看起来“很花”，反而降低了光滑度。

· 切缝变宽：高压气体相当于“吹胀”了激光焦点，导致切缝上部和下部都比正常情况更宽，精度下降。

· 切口底部过烧或形成楔形：高压气体会将过多的热量带到板材底部，导致底部材料过度燃烧，形成较大的底部棱边（甚至圆角），切口呈现上宽下窄的楔形，而不是垂直的断面。

· 浪费气体，增加成本：不必要的高气压会直接增加气体消耗成本。

最佳气压：

· 需要根据板材材质、厚度、切割速度和激光功率来综合设定。

· 对于厚板，通常需要较高的气压来确保有足够的能量吹走底部的熔渣。

· 使用氧气时，气压的设定还需考虑燃烧反应的匹配。

2. 等离子切割

在等离子切割中，气体（以及水）是产生等离子弧的介质，同时也是吹走熔融材料、约束电弧的能量。

气压过低的影响：

· 电弧不稳定，易断弧：气压不足无法形成稳定、集中的等离子弧。

· 切割能力下降，切不透：等离子弧的能量和速度不足，无法有效熔化并吹走材料，尤其是在切割较厚板材时。

· 挂渣严重：和激光切割类似，无法有效清除熔渣，导致底部挂渣增多。

· 切口呈“拱形”：切口会变成上宽下窄的V形，因为电弧在底部能量不足，无法垂直切割。

气压过高的影响：

· 电弧被“吹散”，能量不集中：过高的气压会把等离子弧吹得过于发散，导致能量密度下降。虽然气流速度很快，但切割能力反而可能下降，尤其是对厚板。

· 电极和喷嘴损耗加剧：高压意味着更高的工作强度，会显著缩短易损件（电极、喷嘴）的使用寿命。

· 切口顶部熔化，形成“喇叭口”：发散的电弧会使切口顶部过度熔化，形成上宽下窄的倒V形切口，这是等离子切割气压过高的典型特征。

· 断面粗糙：不稳定的电弧会导致切割断面出现更深的沟槽和波纹。

最佳气压：

· 必须严格按照等离子电源制造商针对特定电流、喷嘴孔径和板材类型/厚度所推荐的参数来设定。等离子切割对气压的匹配要求更为严格。

总结对比表

结论与建议

1. 不存在万能值：最佳气压值取决于具体的切割工艺（激光/等离子）、材料类型、厚度、切割速度和其他工艺参数。

2. 通过试切确定：最可靠的方法是进行试切。在固定的功率和速度下，微调气压，观察切割断面的变化，找到挂渣最少、断面最光滑、切缝垂直度最好的那个气压值。

3. 关注整体匹配：气压必须与切割速度紧密配合。提高速度通常需要相应提高气压来保证熔渣被及时吹走，反之亦然。

4. 保证气源质量：除了气压大小，气体的纯度和干燥度也至关重要，特别是对于激光切割和高反射材料的等离子切割。

因此，当发现切割断面质量不佳时，气压是需要优先检查和调整的关键参数之一。