淺談等離子坡口切割

1、精選文檔淺談等離子坡口切割摘要：為提高生產效率和產品質量，鋼板的熱切割目前已經接受數控切割。對于有坡口的零件，發(fā)達國家已經接受在數控切割機上直接切割坡口的技術，其接受的主要功能部件是回轉割炬。該技術能自動調整割炬角度，從而保證各種零件坡口尺寸的要求，達到切割坡口的目的。本文從等離子切割的生產現狀動身，以等離子的切割原理、坡口切割的影響因素以及等離子切割存在的問題三方面簡潔的介紹了數控等離子切割技術。關鍵詞：等離子 坡口切割 切割問題 序言隨著數控切割機的普及，使鋼材的數控切割變得越來越便利快捷，數控切割機的高效切割效率、切割質量和鋼材利用率得到有效提高。但是隨著中國制造業(yè)的產業(yè)技術升級的需要，

2、坡口切割被提到各個設備生產加工焊接企業(yè)的日程上來。從前，企業(yè)在進行零件焊接時，假如需要焊接坡口，則一般使用人工手動進行切割或打磨而成，即使使用電動刨，也難免消滅被多次加工的狀態(tài)，嚴峻阻礙的后續(xù)工序的加工和生產，我們習慣上將它稱作傳統(tǒng)形式的加工。特殊是企業(yè)大量的開頭普及自動焊接等高效焊接設施設備后，這種沖突也變的越來越突出。 傳統(tǒng)形式的加工：先進行零件數控垂直切割，然后在進行轉移到人工操作平臺上，操作工人依據圖紙上標明的坡口形式和角度計算出切割的角度偏移量，使用半自動切割機或電動刨等進行加工，但當遇見零件的外形為弧形或圓弧形時，就需要再次調整加工設備的狀態(tài)(姿勢)等，整體完成一個零件的

3、坡口加工可能是數控切割機切割這個零件的好幾倍甚至十幾倍的時間。同時，在這個加工中，經常消滅坡口角度的變化不統(tǒng)一等影響自動焊接的質量變化的因素，造成消滅多種形式焊接上的問題。 數控坡口切割：通過數控切割機的自動轉換加工割炬的加工狀態(tài)，在切割中實現一次（V型坡口）或二次（Y/X）切割,直接將零件加工成型，其由于實現自動數控技術的原理下完成，故而對于零件的外形（外形）將不會受到任何限制。通過對比，數控等離子的坡口切割技術在鋼材加工方面所表現出來的優(yōu)越性顯而易見，下面我將從等離子坡口切割原理、等離子坡口切割的影響因素以及等離子切割從在的問題三方面進行簡潔論述。正文等離子切割原理：等離子體：等

4、離子體實際上是一種物質在外界作用下，而分解成正離子，負離子，電子的混合體，也可以說是物質的第四態(tài)。等離子弧是高能密度的壓縮電弧，本質是一種電弧。切割原理：等離子弧切割時以高溫高速的等離子弧為熱源，將被切割的金屬局部溶化，并同時用告知氣流將熔化的金屬吹走形成狹窄的切口的一個過程。在高溫、強電場條件下產生的等離子弧，經機械壓縮、熱壓縮和磁壓縮，使弧柱電流密集，產生極高的溫度和高速氣流，高溫、高速的等離子弧焰流使工件熔化，并被吹離基體形成割縫。等離子氣：又稱作切割氣，是排出噴嘴孔的被電離的氣體。下圖是等離子切割頭的簡圖（圖1）。圖中簡潔的說明白等離子切割頭的基本構造。屏蔽氣（Secondary Ga

5、s），也叫愛護氣，是用來將切割區(qū)域與大氣隔離，使獲得的切割面更清潔。愛護氣體參與等離子切割過程。圍繞等離子弧，并使之進一步向核心壓縮。進一步掛念割嘴冷卻。在切割面四周形成一個小氣罩，使其與氧氣隔離。愛護氣種類的選擇取決與等離子氣。圖1等離子坡口切割的影響因素：一、板材厚度：等離子切割對板材的厚度有肯定的要求，隨著切割電流的增大，等離子所能切割的板材厚度范圍也在變化。而要切割較厚的板材又需要比較大的電流，這就形成了切割電流與切割厚度的相互牽制，使得等離子切割受到肯定的約束。在坡口切割方面，這個限制更加明顯，用同樣的切割電流，直切的板材厚度范圍要比坡口切割的板材厚度范圍大一些。例如：在切割電流為2

6、60A時，直切的板材厚度范圍為6-32mm，但在某個特定的坡口下，由于有破口的存在會使實際切割的板材厚度范圍縮小很多，角度越大，這個厚度范圍就越窄。二、切割角度：切割角度方面，就目前我所接觸到的我們廠的數控等離子切割機，它們的切割角度范圍都在±50°，大于這個角度機床無法切割。我個人認為有兩方面緣由：1、目前的機械結構無法實現更大角度的搖擺及回轉，并且機械結構的簡單程度是隨著機械動作的簡單程度而變得更加簡單。2、鋼結構焊接方面對于坡口的要求大都在0-60°，所以從設計角度動身，從實際需求角度動身，實現機床的最優(yōu)化設計使其根本目的，那些不經常用的或是不用的的角度就沒

7、有存在的必要了。結合上面兩方面的緣由，簡潔分析在這個切割角度范圍內，坡口角度對坡口切割的影響：在同一切割電流，同樣的板材厚度下，隨著切割角度的增大，角度補償值也會隨之增大，這就使得在切割時坡口角度值存在較大的誤差，對工件整體尺寸也有很大的影響，例如表1；而且目前的等離子坡口切割所使用的數據庫也只是一個參考值，在實際切割時，還存在很多未定因素。表1 坡口角度補償表三、切割電流：切割電流的大小范圍表達了機床的切割力量。安培 電路中電子流量（每秒鐘通過的電子量）的計量單位。對某一確定厚度的材料, 如切割電流增大，切割速度必需相應提高。對某一確定厚度的材料, 如加大切割電流，掛渣將會削減。對某一確定厚

8、度的材料, 選擇較低電流切割，通常能獲得較好的切面質量以及上口質量。正常狀況下消耗件使用壽命為低電流消耗件高于高電流消耗件，在使用氧氣切割時尤其顯著。四、割炬高度：穿孔高度和切割高度穿孔高度即指穿孔時割炬到被切割板材表面的初始距離（如圖2）。切割高度是指切割時割炬到被切割板材表面要保持的距離（如圖2）?；焊叨劝盐毡O(jiān)控高度把握器電路電壓，并對其作相應的調控。割炬高度影響切割面垂直度以及其它切割質量?；焊叨劝盐帐鞘垢罹嬖诓黄秸陌宀纳吓c工件保持恒定的距離（高度）如圖3。 圖2 圖3割炬高度對切割面斜角的影響效果，如圖（4）。圖4上面的切個電流和割炬高度只是在直切方面的影響，而在破口切割方面，兩

9、者的影響會被放大，會更為嚴峻。切割問題一、掛渣掛渣就是沒有完全從割縫中吹掉的被切割材料。表現為3種形式：高速掛渣: 小硬珠狀。 低速掛渣: 大泡狀，集結于割縫底部。上口熔渣: 在切割面上口呈稍微積渣。 1、速度偏低形成的掛渣（圖5）球狀掛渣，積累量大。能大塊去除，且簡潔去除 。造成緣由：電流過大、速度過慢、切割高度偏低 解決方法：使用更小規(guī)格的割嘴、提高速度、調高弧壓圖52、 速度偏高形成的掛渣（圖6）掛渣呈細卷狀，且難于去除。造成緣由:割嘴損壞、電流過小、速度過快、切割高度偏高解決方法:更換割嘴、使用更大規(guī)格的割嘴、減小速度、降低弧壓圖63、 上端熔渣 (Spatter)上端熔渣在割縫兩邊均

10、可見，通常上端熔渣僅存在于空氣等離子切割。逐步減小弧壓（最多不超過5V），直到上端熔渣消逝。2、 斜角問題切割面斜角是切割面相對于垂直線之間的夾角。假如切割確定直，那么應當達到0°夾角。標準的夾角在一個矩型的四邊應當達到4°。切割高度與切割斜角的關系見圖4.切割面斜角過大，緣由大致如下：噴嘴已損壞、割炬與被切割材料表面不垂直、切割方向錯。（與渦流環(huán)方向不符）、切割電流過高/過低、切割高度過高/過低、切割速度過快/過慢。三、拐角灼燒在坡口切割中常見問題之一，主要緣由是切割速度過高、切割拐角愛護太小?？偨Y目前，在國內有多家切割機廠商開發(fā)出了坡口切割設備，其中銷售數量最多的仍就是獨資或合資的切割機企業(yè)，他們具備優(yōu)越的技術研發(fā)和實際閱歷，能夠實現從把握系統(tǒng)（CNC）、電器把握規(guī)律、機械設計等自主研發(fā)和測試。國內其他地切割機廠家相對起步較晚，雖然經過最近幾年的積累，能