设计与试制了大功率管状铜电极等离子体炬发生器，此发生器阳极前端套一电磁线圈，外径120mm，内径20mm，阴极中部套一电磁线圈，外径120mm，内径20mm。中间通以旋转气体。尾部预留一路旋转气体。实验装置实物图鉴于保密要求，所以省略。
2.3 不同电磁场强度下的实验数据
为了在大功率等离子体炬上验证大功率大电流条件下的等离子弧根的旋转、移动情况和烧蚀情况，试制了几种不同规格的的电磁线圈，列举一种有代表性的电磁线圈在正反向连接、不同电流和场强大小、不同结构下的实验数据如表1所示。
为了更为清晰直观的反应电磁线圈在电磁场正向（根据流过电磁线圈的电流方向判断电磁场的方向和气体的旋转方向同方向）作用下、和电磁场反向（根据流过电磁线圈的电流方向判断电磁场的方向和气体的旋转方向反方向）作用下，在不同的进气量和不同的电磁场强度下，等离子弧在电压上的变化来间接的反应等离子弧在不同磁场作用的旋转和移动影响。
利用上述实验装置，在电磁线圈中，通以交变的的电流，以不同的波形如：正弦波、三角波、方波，频率在1Hz～2KHz范围内，电流调节范围在10A～1000A区间，通过电磁线圈做实验。在多种工况下，作出的数据与实物烧蚀照片，充分验证在不同的磁场强度的约束下，使得等离子弧旋转和移动。从而使得管状铜电极的烧蚀寿命大大的延长。
3 结语
通过本文的研究可得下述几点结论：
（1）通过参考国内国际一些对大功率等离子体烧蚀机理的深度分析，结合自有的大功率等离子体炬的结构特点，借助于电磁场对等离子弧的约束的原理和理论模型分析，通过实验验证，对电磁场对等离子弧的约束在微观上有了更深层次的认知，并对等离子弧在高温下对管状铜电极的烧蚀分析，用實验验证了电磁场对大功率等离子的约束能力和可控性。
（2）通过在自主研发的大功率管状铜电极的等离子发生器上进行了验证。对比了无电磁线圈和有电磁线圈对等离子弧不约束和有电磁场约束的多种工况下，等离子弧对管式铜电极的烧蚀效果对比。
（3）通过实验验证了，等离子弧的微观运动轨迹和可约束性，电磁线圈的电流越大，磁场越强，对等离子弧的约束作用就越强。
（4）通过实验验证了在电磁线圈中，通过不同频率、不同波形的电流，在电磁线圈中产生交变的电磁场，约束弧根的旋转和移动，从而保证了弧根的旋转速率和扫描宽度。
（5）通过实验验证，电磁线圈约束弧的旋转与移动可以使得大功率等离子炬在大电流高电压下，烧蚀寿命大大提高。现有实验条件，在350A的工况下，等离子体阴极的烧蚀寿命目前从最初的3个小时，提高到现在的几十个小时，随着等离子炬的结构的完善，气体和电流电磁场大小的匹配，此方案可以将大功率等离子炬的阴阳极使用寿命提高到数百小时。此装置也在进一步的优化和完善。
参考文献
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