淺談等離子切割機在切割板管材中的應(yīng)用

孫玉東 李海波 車振龍

摘 要：等離子切割是利用高溫等離子電弧的熱量使工件切口處的金屬部分或局部熔化（和蒸發(fā)），并借高速等離子的動量排除熔融金屬以形成切口的一種加工方法，速度可達氧切割法的5～6倍、切割面光潔、熱變形小、幾乎沒有熱影響區(qū)，在以前施工預(yù)制件下料時一般都使用氧乙炔切割下料，這樣切割的鋼材變形大，掛渣多，生產(chǎn)成本高。

關(guān)鍵詞：等離子切割；關(guān)鍵技術(shù)；安全操作。

目前，等離子、激光、火焰三種熱切割方法已成為大中型企業(yè)板材下料的主要方法，其中數(shù)控空氣等離子弧切割以其工作氣體（壓縮空氣）成本低，切割速度快，尺寸精度高而被廣泛應(yīng)用?？諝獾入x子切割機是一種新型的熱切割設(shè)備， 它的工作原理是以壓縮空氣為工作氣體， 以高溫高速的等離子弧為熱源、 將被切割的金屬局部熔化、并同時用高速氣流將已熔化的金屬吹走、形成狹窄切縫。 該設(shè)備可用于不銹鋼、鋁、銅、鑄鐵、碳鋼等各種金屬材料切割， 不僅切割速度快、切縫狹窄、切口平整、熱影響區(qū)小，工件變形度低、 操作簡單， 而且具有顯著的節(jié)能效果。

1適用范圍

等離子切割配合不同的工作氣體可以切割各種氧氣切割難以切割的金屬，尤其是對于有色金屬（不銹鋼、鋁、銅、鈦、鎳）切割效果更佳；其主要優(yōu)點在于切割厚度不大的金屬的時候，等離子切割速度快，尤其在切割普通碳素鋼薄板時，速度可達氧切割法的5～6倍、切割面光潔、熱變形小、幾乎沒有熱影響區(qū)，空氣等離子切割機適用于各種機械、金屬結(jié)構(gòu)及薄板材的切斷、開孔、挖補、開坡口等切割加工，并廣泛運用于壓力容器、.鋼結(jié)構(gòu)等行業(yè)。

2操作使用

（1）安裝輸入輸出電纜或氣管、安裝割炬或裝卸割炬配件時一定要切斷輸電源。

（2）氣管內(nèi)徑應(yīng)不小于φ8mm。檢查確認(rèn)割炬的電極、氣體分配器、噴嘴等是否緊固。

（3）切勿在通電的情況下移動切割機，設(shè)備通電后不得拆卸箱殼及接觸帶電零件（包括噴咀）。

（4）引弧切割時，應(yīng)從工件的邊緣開始引弧，遇到必須從中間開始切割的工件，應(yīng)先鉆開一小孔，再從小孔的邊緣開始引弧。打開電源開關(guān)，讓氣體流通數(shù)分鐘，以除去割炬中的冷凝水汽。

（5）開始切割時，割炬的噴嘴要接觸工件，按下割炬開關(guān)，等離子弧自動引燃，切割正式開始。切割過程中，切割速度保證割穿工件就行，過快不但割不透工件，反而會引起反渣燒壞噴嘴，過慢則會導(dǎo)致噴嘴升溫過高，降低噴嘴使用壽命，且割縫變寬，余渣增多，并可能會造成斷弧。停止切割時，必須要先放開割炬開關(guān)，然后再拿開割炬。切割過程中，因割炬離開工件超過2毫米而熄弧，則需重新起弧。

3注意事項：

（1）在進行薄板切割作業(yè)時，多層鋼板要用工具架固定夾緊，鋼板之間不要留間隙，這樣在切割操作時，才不會出現(xiàn)引弧困難、夾渣及透等現(xiàn)象。

（2）每次工作前先檢查空氣壓力，以免在氣壓不正常時引弧而燒壞噴嘴。經(jīng)常檢查電機、噴嘴，如損耗嚴(yán)重應(yīng)及時更換，以免影響切割厚度和寬度，電極中心合金絲消耗2.0mm以上或不能引弧時，可將電極反向安裝使用或更新。

切割機的輸出電壓很高，裝配更換電極或噴嘴時必須將電源關(guān)閉并戴上防護手套，將電極、噴嘴垂直向上擰緊，使用兩三分鐘后再緊固一次。

（3）割炬不能放在剛切割過的工件上，以免燙壞割炬及護套，不要切割密封容器，除非采取必要的安全措施。

（4）切割機若在戶外使用時應(yīng)采取防雨和擋風(fēng)措施。防雨棚和擋風(fēng)板至少要離切割機四周200mm以上，防雨棚應(yīng)能防止雨水進入機器內(nèi)部，且應(yīng)使切割機通風(fēng)良好。

（5）切割時操作者應(yīng)盡可能處在上風(fēng)位置，切勿沖著煙霧操作，切割工件應(yīng)在通風(fēng)良好的環(huán)境中進行，在通風(fēng)不良或容器中進行切割時，應(yīng)另外采取加強通風(fēng)的有效措施。

（6）對于普通碳鋼或不銹鋼，隨著切割厚度增大，切割速度應(yīng)適當(dāng)減慢。

（7）切割過程中盡量使等離子焰流垂直于工件，以免增大等離子弧軌跡，相當(dāng)于增大了工件的實際厚度。割炬與工件接觸按下按鈕即可切割?？梢詮墓ぜ吘夐_始切割，板材厚度小于5mm時，可在工件中間開始切割，以便吹除熔化金屬，割穿金屬，否則溶化的金屬倒吹，粘附噴嘴口燒損噴嘴。

（8）切割速度過慢，會使割縫增寬、割口下部毛刺和卷邊增多；切割速度過快不僅切不透，而且易使熔化金屬倒吹，粘附噴嘴口擾亂焰流、燒損噴嘴。

工作時空氣壓力一般調(diào)節(jié)在0.25～0.4MPa左右，根據(jù)實際情況可在±0.05MPa之間變動以得到最佳匹配，但壓力太低，將無力吹走熔化金屬、電極噴嘴冷卻不好易燒損；壓力太高，又會使割縫偏斜，割口溫度下降太多，影響割縫金屬的熔化性和流動性，影響切割厚度。

（9）切割工件全部結(jié)束后，切斷電源開關(guān)和氣源。

4結(jié)語

我們在工作中成功運用手動空氣等離子切割機替代氧—乙炔氣氣割薄板及管材后，切割質(zhì)量好，切割變形很小，精度高；不但減輕了操作工人勞動強度，還有效提高工作效率。

參考文獻：

[1]朱寧，新型大功率空氣等離子切割機研究[D]；江蘇科技大學(xué)，2010年

[2]任文波，大功率IGBT逆變式空氣等離子切割電源的關(guān)鍵技術(shù)[J].哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報，2008（02）