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。本文中，我们将揭开等离子切割机神秘的面纱，看看这种最为神奇的工具是如何塑造我们周围的世界的。

    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。

水分子得到热量（折算为能量）的多少决定了它们的性质也决定了它们的状态。简单的说，更多的热量（更多的能量）使得水分子到达了摆脱相互之间化学键作用的临界状态。低热量状态下，分子间紧密结合，呈固态。吸收更多的热量，分子间的作用力减弱，呈液态。再吸收更多的热量，分子间几乎失去了作用力，呈气态。

那么如果继续对气体加热将会发生什么呢？这将使其达到第四种状态：等离子态。

等离子切割机的外形和尺寸多种多样。有用机器人手臂控制精确切割的巨型等离子切割机，也有在手工作坊中使用的精简的手持式等离子切割机。无论尺寸大小，所有的等离子切割机都是基于相同的原理，结构设计也大致相同。

等离子切割机工作时，通过一个狭小的管道送出如氮气、氩气或氧气的压缩气体。管道的中间放置有负电极。在给负电极供电并将喷嘴口接触金属时，就形成了导通的回路，电极与金属之间就会产生高能量的电火花。随着惰性气体流过管道，电火花即对气体加热，直至其达到物质的第四种状态。这一反应过程产生了一束等离子体流，温度高达约摄氏16,649度，流速高达6,096米/秒，可使金属迅速变为熔渣。

等离子体本身有电流流过。只要持续给电极供电并且保持等离子体与金属接触，那么产生电弧的周期就是连续的。为能够在确保这种接触的同时避免氧化以及其他等离子体尚不可知的特性引起的损坏，切割机喷嘴装有另外一组管道。这组管道持续放出保护气体以保护切割区域。保护气体的气压可以有效的控制柱状等离子体的半径。

      等离子切割机已成为现代工业的常用工具。在定制汽车车间以及汽车制造商的定制底盘和车身制造等方面都有大规模的应用。建筑公司在大规模的工程中应用等离子切割机，用于切割和制造大型的横梁和金属板件。当客户被锁在门外时，开锁师傅可以用等离子切割机在安全区钻孔。

       过去，等离子切割机的价格贵得令人望而却步，只有在大型金属切割中才会使用。近年来，等离子切割机的成本和尺寸大幅降低，使个人也能负担得起。艺术家和金属工人们用手持式的切割机可以创作出很多奇特的艺术品，这是用常规的金属加工工具无法办到的。仅仅这样一件工具就使得艺术家们可以实现斜角切割、精确钻孔和任何可以想象的切割方式。

        等离子切割机是二十世纪发明的最令人兴奋并且功能强大的工具之一。利用了驾驭物质第四种状态的基本物理学原理，等离子切割机的性能和使用效果简直不可思议。可以想象，随着我们对等离子体了解和认识的加深，将会有更多利用这种神奇自然力的工具和应用场合出现。