數(shù)控空氣等離子切割工件的若干缺陷探討

■ 周興林

在板材加工過程中，數(shù)控空氣等離子切割機的使用越來越廣泛。數(shù)控代碼在生成后，在切割過程中不可干預；但同時容易受到人為因素、氣體壓力、割炬高度、切割速度、電流及電壓等因素的影響，導致次品，甚至廢品的產(chǎn)生。切割工件的不合格，給企業(yè)帶來了巨大的損失。為此，我們希望通過分析工件的缺陷，探討缺陷產(chǎn)生的原因，從而采取相應的工藝措施，提高切割工件的質(zhì)量。

切割工件的缺陷有主要有內(nèi)外輪廓不同心、缺肉、嚴重斜邊、大面積掛渣等。本文主要從我們廠常見的這幾種缺陷入手分析，探討提高切割工件質(zhì)量的工藝措施。

1. 內(nèi)外輪廓坐標原點不重合

內(nèi)外輪廓坐標原點不重合主要指當工件（含有內(nèi)輪廓）在代碼生產(chǎn)時，外輪廓的引入、引出方式為直線，內(nèi)輪廓的引入、引出方式為圓弧時，內(nèi)輪廓與外輪廓相對于實際位置發(fā)生偏移。當我們工件只有一個外輪廓時，我們可以通過修改程序代碼中切入點的坐標值，來調(diào)整引入線的長度，從而合理的使用板材；但是當工件含有內(nèi)外輪廓時，直接調(diào)整外輪廓的引入線的長度，就會導致外輪廓的發(fā)生偏移。如要求切割如圖1所示工件，設置引入、引出線長度為30mm，外輪廓切割部分代碼是如圖1對應代碼；如果現(xiàn)場作業(yè)人員直接將第二行代碼修改，以期望將引入線長度修改為15mm，這樣就會產(chǎn)生如圖2所對應的代碼，那么再將改代碼還原為實際圖形時，就會得到如圖2所示的現(xiàn)狀，此時內(nèi)輪廓已經(jīng)向下偏移15mm，從而產(chǎn)生廢品。

這種情況主要是由修改代碼文件等不良操作習慣導致的。產(chǎn)生的主要原因是含內(nèi)輪廓的工件，代碼在修改時，除了引入線長度發(fā)生了改變，外輪廓切割時的坐標原點也隨之發(fā)生了改變。為避免這種情況的發(fā)生，可以對生產(chǎn)的NC代碼進行還原，以校對代碼是否正確；同時要求作業(yè)人員不得私自修改代碼，以避免這種情況的發(fā)生。

2. 缺肉

缺肉主要是指在工件的輪廓線上出現(xiàn)明顯的凹陷。產(chǎn)生這種缺陷的原因有很多，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）在生成代碼時內(nèi)外輪廓弄反 當切割輪廓弄反時，容易導致引入和引出線形成的割縫出現(xiàn)在工件上，直接導致廢品的產(chǎn)生；可以通過對代碼的模擬運行以及機器對代碼讀取后所顯示的切割輪廓進行檢查避免。

（2）引入線較短 當引入線設置比較短（小于5mm），等離子弧在穿透鋼板時，在熱影響區(qū)的作用下，薄板的變形非常明顯，特別是當同一輪廓出現(xiàn)突然急彎或出現(xiàn)細長條狀時，會在輪廓附近出現(xiàn)局部較大面積的熔渣和嚴重變形，尤其在工件輪廓較小時表現(xiàn)尤為明顯；隨著板厚的增加，在保證等離子弧穿透的情況下，鋼板的實際穿孔直徑會隨著板厚增加而略微增大，極易導致工件在等離子弧切入點附近出現(xiàn)缺肉等情況。針對這種情況，我們將薄板的引入線長度增加到5mm以上，當板厚大于3mm時，我們基本上會將引入線的長度控制在兩倍的板厚以上，以規(guī)避缺陷的出現(xiàn)。

3. 嚴重斜邊

等離子切割時一般情況下，空氣等離子的切割斜邊的傾角會小于4°；但是當切口過大時，切割斜邊的傾角會大于4°或表現(xiàn)較為嚴重的斜邊，這時就需要采取適當?shù)墓に嚧胧﹣砜刂菩边叺慕嵌?，以期望獲得較為理想的切割面；通常的措施是更換等離子切割的介質(zhì)，例如氧氣、氮氣等。但在實際生產(chǎn)中，我們通常會遭遇到切割氣體為壓縮空氣且氣壓不足的苛刻工況，這時適當調(diào)高工作電壓、工作電流以及切割速度等參數(shù)，以獲得有足夠穿透能力且快速通過的等離子弧壓，以改善工件的切口情況，獲得相對較好的切割面。多數(shù)情況下，需要試切工件，避免出現(xiàn)割嘴燒損或弧壓不穩(wěn)的情況。

圖 1

圖 2

4. 大面積掛渣

通常情況下，高速切割或低速切割，都會造成工件表面出現(xiàn)高速掛渣、低速掛渣的現(xiàn)象；通過觀察切割面的切割痕跡（前拖線、后拖線）的情況，綜合判斷工件的切割速度是否合適；通過試切或經(jīng)驗累積，可以改善切割件表面的工件狀況。