等離子切割在生產(chǎn)中的應(yīng)用

程新軍

塔城市中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，新疆 塔城 834700

等離子切割在生產(chǎn)中的應(yīng)用

程新軍

塔城市中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，新疆 塔城 834700

筆者針對(duì)等離子切割工藝進(jìn)行了探究分析，主要工藝在于等離子工作氣體在等離子槍體的噴嘴中受到等離弧加熱而迅速膨脹，以非常高的速度從噴嘴中噴出，把已熔化的金屬吹走將被割材料切成狹窄的切口，這種工藝現(xiàn)已在企業(yè)內(nèi)進(jìn)行普遍使用。筆者在此進(jìn)行了詳細(xì)分析，以便于提供可參考性的依據(jù)。

等離子；切割工藝； 熔化金屬； 應(yīng)用分析

0 引言

傳統(tǒng)行業(yè)在金屬板材切割工藝流程中存有一定的缺陷，主要是因?yàn)閭鹘y(tǒng)工藝操作性復(fù)雜，并且安全隱患大，使得在工業(yè)生產(chǎn)中存有一定的局限性。但通過現(xiàn)有模式的改進(jìn)，不但提高了切割效率，而且在操作性方面也較為靈活。

1 等離子切割優(yōu)點(diǎn)

在以往的一般性加工、維修企業(yè)中，我們對(duì)于鋼材的切割，線材就用砂輪切割機(jī)，板材就用氧一乙炔的氣割來完成，由于氧一乙炔的氣割設(shè)備使用起來不方便，效益比較低，而且安全隱患很大，在工業(yè)生產(chǎn)中造成很大局限性。

在目前的工業(yè)生產(chǎn)及一般的維修企業(yè)中大量普及了用等離子切割來完成對(duì)大部分鋼板材料的切割。

等離子切割是等離子弧以非常高的溫度將切割材料局部熔化。加上等離子工作氣體在等離子槍體的噴嘴中受到等離弧加熱而迅速膨脹，以非常高的速度從噴嘴中噴出，把已熔化的金屬吹走將被割材料切成狹窄的切口。

當(dāng)今無論是在材料的種類方面，還是切割厚度與質(zhì)量方面，可以說等離子弧切割是目前采用的各種切割法中的一種較好切割方法，如果要對(duì)等離子切割作一個(gè)恰如其分的評(píng)價(jià)，可以用六個(gè)字來概括“高速、高效、高質(zhì)”。

2 等離子切割特性

在具體切割的實(shí)踐操作中，結(jié)合被切工作的實(shí)際情況，要求操作人員要熟練掌握等離子切割設(shè)備的工作要領(lǐng)，特別是工作氣體一定要根據(jù)其在切割中的特性來選擇，常采用的是氮和氫的混合氣體，一般為氮75%-90%，氫25%-10%，對(duì)較厚的材料超過127毫米，如不銹鋼和少數(shù)幾種不銹鋼合金的切割，還可以使用純氬氣。要使等離子弧切割具有調(diào)整的特點(diǎn)，還必須正確選用電弧電流和電弧電壓，在等離子切割中電弧電流和電弧電壓的增大使電弧的功率也增加，但是增大電流后將會(huì)影響鎢板和噴嘴的燒損，對(duì)切割工作有一定的影響。所以一般是提高電弧電壓來提高電弧的功率。另外隨著混合氣體的流量增大，可使電弧壓縮成度增加。這時(shí)它的能量就會(huì)更加集中，弧柱的溫度急劇上升。

電弧噴射速度也會(huì)加快，而且弧柱沖力大大提高有利于提高切割速度。此外還要恰當(dāng)?shù)剡x擇噴嘴孔道的長度和直徑、噴嘴到工件表面鎢極到噴嘴端部的距離都會(huì)影響切割效果。還有一個(gè)問題，就是在切割某些材料時(shí)，往往容易產(chǎn)生切口毛刺，這主要是熔化金額的流動(dòng)性不好，不易被氣流吹掉、底部過熱，氣流吹力不足等因素造成的，在切割厚板時(shí)由于割縫過大產(chǎn)生的后拖量，也會(huì)造成切口毛刺，所以在切割時(shí)，必須要保證鎢極和噴嘴的絕對(duì)對(duì)中，有足夠的功率，合適的氣體流量和切割速度。在一般中小型加工與維修企業(yè)中、小電流等離子切割法是一種新的發(fā)展，它具有氣體消耗少、維修和設(shè)備成本低、煙塵和噪聲小，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便等特點(diǎn)。

根據(jù)小電流等離子切割法的特點(diǎn)，它典型應(yīng)用主要有以下幾方面：

（1）制作和裝配不銹鋼和鋁制的管道及筒體和管子連接孔管子外形及斜角的切割。

（2）常壓鍋爐及管道的制作過程中的切割。

（3）對(duì)食品工業(yè)、化工等設(shè)備的維修，可以在現(xiàn)場快速、干凈和沒有變形地進(jìn)行切割、修復(fù)有缺損的部件。

（4）能非常準(zhǔn)確地切割鑄造廠鑄造出來的材料。切割之后只需要最小量的磨削精加工。

（5）對(duì)低碳鋼、低合金鋼、不銹鋼和鋁制等管材上進(jìn)行定長度和斜口的優(yōu)質(zhì)切割，其速度和切口質(zhì)量都超過了普通切割方法。

小電流等離子切割法是采用雙氣流式切割槍，它的割嘴不需要冷卻孔，鎢極也不需要磨平，呈扁平就可以，一般采用二氧化碳為保護(hù)氣體，氮?dú)鉃榈入x子氣，用氮?dú)庾鞯入x子氣的小電流等離子切割還有一個(gè)特點(diǎn)就是不受工件形狀的限制，無論簡單或復(fù)雜都可以使用，而且切割速度可以與普通等離子切割機(jī)相比，切割精度可達(dá)到大電流等離子切割精度。如果是用氬和氫混合氣體作等離子氣，則使切出的切口很細(xì)，邊緣很整齊。

綜上所述等離子切割在目前社會(huì)生產(chǎn)的各個(gè)方面都很適用，以后會(huì)更加普遍使用這種切割工藝。

3 等離子切割設(shè)備分類及應(yīng)用

3．1 等離子體切割設(shè)備類型

根據(jù)當(dāng)前等離子體切割使用標(biāo)準(zhǔn)，其數(shù)控等離子體切割在當(dāng)今使用最為廣泛。該切割設(shè)備包括三部分，分別是：機(jī)床、數(shù)控和編程部分，其中機(jī)床部分包括：減速機(jī)、道軌、伺服電機(jī)等；而數(shù)控結(jié)構(gòu)包括：計(jì)算機(jī)、氣路系統(tǒng)以及輔助機(jī)電設(shè)備；而編程則為等離子體終端設(shè)備的軟件部分。在等離子切割引弧方式上通常采用非高頻引弧技術(shù)，該技術(shù)是利用電源電極與噴嘴之間的段接觸面積，從而產(chǎn)生高壓氣體，該氣體又能引燃周圍的小弧，根據(jù)這種模式進(jìn)行引弧。并且在設(shè)備內(nèi)部不需要高頻振蕩器，該儀器設(shè)備在運(yùn)行過程中，會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的外圍磁場（130-210KHz），會(huì)對(duì)周圍高壓設(shè)備產(chǎn)生電磁影響。所以該引弧方式在該運(yùn)行系統(tǒng)中設(shè)立了專門的控制運(yùn)行方式，保證等離子切割設(shè)備引弧方式的正確性。

3．2 等離子切割在鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中的應(yīng)用

數(shù)控等離子切割機(jī)運(yùn)行過程中，首先對(duì)鋼結(jié)構(gòu)切割進(jìn)行繪圖編程，然后將DXF格式傳輸至終端服務(wù)器，完成整個(gè)數(shù)據(jù)信息的交換。其次便是根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的切割線，切割機(jī)頭便沿著運(yùn)行軌跡進(jìn)行切割，切割溫度保持在4500-5000攝氏度，此時(shí)由于鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部的原子激烈的碰撞，使得電子在原子中游離出來，離解成電子和正離子，離子個(gè)體之間會(huì)產(chǎn)生巨大的能力，可便于切割鋼結(jié)構(gòu)。其次數(shù)控等離子切割設(shè)備保證切割鋼結(jié)構(gòu)直角之間的平滑過渡，傳統(tǒng)等離子切割不能保證圓弧的平滑過渡，造成在切割過程中，存有較大的死角。該數(shù)據(jù)編程應(yīng)用程序在切割過程中，保證留有足夠的角度。

4 結(jié)語

通過對(duì)等離子切割在生產(chǎn)過程中的應(yīng)用分析，使得筆者對(duì)此有了更為深刻的認(rèn)知。這種切割模式不僅改進(jìn)了傳統(tǒng)切割方式，而且在優(yōu)化方式結(jié)構(gòu)上既能簡化操作流程，又能提高生產(chǎn)效率。這種新型等離子切割模式將會(huì)為更多企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益，提高當(dāng)前的國民生產(chǎn)總值。

[1]朱瑞．?dāng)?shù)控等離子切割技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中的應(yīng)用和發(fā)展[J]．信息技術(shù)與信息化，2013,34（46）:61-62．

[2]楊青建．螺旋焊管機(jī)組等離子切割煙塵凈化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]．焊管，2011,19（23）：38-39．

[3]張文武．等離子切割機(jī)智能控制策略的研究[J]．廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)位論文，2012．

[4]朱兆民．等離子體弧變厚度切割工藝參數(shù)控制研究[J]．大連理工大學(xué)學(xué)位論文，2010．