等离子弧切割是一种适用于金属材料的高效高质量热切割方法，在船舶、桥梁、管道、机械等制造业中获得了广泛的应用。这种工艺一般采用直流电弧进行切割，存在电弧挺度不够好、收缩程度不够大、电弧穿透力不够强等不足，影响了等离子弧切割质量与效率。 已有脉冲等离子弧切割工艺所用脉冲频率较低，脉冲电弧噪声大，且其卓越的工艺效能未能得到充分发挥，影响了其工程实用化。实际上，近年来随着电力电子技术的发展，高频脉冲电源技术已有了长足的进步，超声频脉冲电弧焊接方法已应运而生，这也为高频脉冲等离子弧切割技术的发展提供了机遇。为此，本研究提出了一种超声频脉冲等离子弧切割新方法，并从一个崭新角度来探索等离子弧的物理特性与切割工艺效果。 通过将小功率超声频脉冲电源与常规等离子弧切割电源并联，使超声频交变信号经电容耦合进入切割电弧，实现了等离子切割电弧宽频带、低成本的超声频脉冲调制，建立了超声频脉冲等离子弧切割试验系统。通过实际切割试验，测试、分析了超声频脉冲等离子切割电弧的电信号时域特性、V-I动态特性、振动特性以及穿透能力，并探讨了脉冲参数对切口宽度、切口面斜角、平直度、切口挂渣、切口硬度以及切割效率的影响规律，验证了超声频脉冲等离子弧切割系统的有效性，并得出以下主要结论： 1. 脉冲电弧电压与电流信号基本同相位，但变化趋势各不相同。另外，随着脉冲频率的增加，为保证相同的激励电流脉冲幅值，就必须增大超声频脉冲电源的输入电压。 2. 受超声频脉冲电源输出特性以及电弧热惯性的影响，电弧动态V-I特性曲线呈回线形，回线所包围面积代表了电源输出激励脉冲功率的大小，它随着脉冲频率的增加而增大。 3. 在脉冲电流调制作用下，电弧和试件分别出现了与激励信号同频率的超声频振动现象。试件受迫振动信号相位滞后于电流激励信号，其幅值明显受到激励电流脉冲频率和幅值的影响。 4. 随着激励电流脉冲幅值的增大，电弧和试件受迫振动强度也随着增大；当激励脉冲信号频率变化时，电弧在空气中的声发射信号强度基本不变，而试件受迫振动强度则先增大后减小，并在脉冲频率为40kHz时达到最大值，出现了类似谐振现象。 5. 加入超声频脉冲，显著增强了电弧的挺度与穿透能力。超声频脉冲电弧穿透能力，随着激励电流脉冲幅值的增加而增强，并在脉冲频率为40kHz时达到最大，这点类似于试件受迫振动信号特征。 6. 随着激励电流脉冲频率的增加，上下切口宽度、切口面倾斜角和切口平直度分别减小。并且，在加入超声频脉冲后，电弧后拖程度减小，切口面割纹变细，电弧超声冲击作用使得切口挂渣明显减少、切口边缘硬度降低。 7. 超声频脉冲等离子弧切割速度明显高于一般直流切割，特别是，在脉冲频率为40kHz时，切割速度最大，达到了300cm/min，比直流切割时提高了42.9％。 8. 试验结果表明：所构建的超声频脉冲等离子弧切割系统，显著地提高等离子弧切割质量与效率。