等离子切割是通过高温等离子体弧将工件熔化形成切口并利用高速气流将熔融金属吹除的物理过程，因具备切割速度快、可加工材料种类多、加工面光滑、加工成本低等优点，正逐步在板材切割中走向主导地位。在实际生产中，手动空气等离子切割得到了广泛的应用，但是等离子切割过程会产生大量的烟尘给环境造成了污染，也给工作人员的健康带来了危害。 本文针对空气等离子切割过程中产生的大量的污染，设计了一种可以有效降低这种污染程度的等离子割炬，它是利用少量的水，在切割过程中包围电弧，吸收切割时产生的大量金属蒸气和粉尘。并且对该割炬进行了全面测试。 文中详细讲述了逆变切割电源的设计，并对切割的时序进行了合理的配置，通过控制水的流量和流出时间，有效的解决了引弧问题和使割炬可以在理想状态下工作。 文中详细讲述了该割炬所采用的结构和设计思想。通过两种出水方案设计，成功的解决了水对电弧的均匀包围，使切割能够正常进行，同时延长了喷嘴使用寿命。 为了使设计更加合理，本文基于弧柱双区域理论，通过建立数学模型对等离子弧柱特性进行了研究，讨论了在一定条件下喷嘴出口处压力、弧半径、切割电压、弧柱功率、作用力和切割电流之间的关系，为合理的确定割炬结构和调整等离子弧工艺参数从而调整等离子弧柱功率提供理论依据。 本文最后部分应用设计的割炬进行了实验研究。工艺实验选择了几种不同厚度的试件进行了大量的切割实验，并依据前述的弧特性理论和线能理论对实验结果进行了分析，得出了各个参数对切口质量和粘渣情况的影响规律。实验验证，通过合理的设计割炬是可以有效的减低污染的。 上述研究工作是为了使等离子切割技术更加适合环保要求，对等离子切割技术的发展应该具有进步意义。