等離子割刀半自動化改造

王志華

摘 要：等離子切割做為一種安全、優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的切割方法，還沒有在焊培中心得到推廣和應(yīng)用。本文通過對等離子割刀半自動化改造，并在焊接培訓(xùn)中心鐵板、不銹鋼板、鋁板、銅板的下料及開坡口環(huán)節(jié)應(yīng)用，驗證了等離子割刀半自動化切割是安全、優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的切割方法。

關(guān)鍵詞：等離子切割;半自動化;改造

北京理工大學(xué)材料學(xué)院潘文芳、楊素媛在《國內(nèi)等離子切割的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢》一文中說道：隨著我國制造業(yè)迅速發(fā)展，等離子切割技術(shù)也得到較快的發(fā)展。等離子切割（PAC）產(chǎn)生于20世紀40年代，直至20世紀50年代中期開始投入工業(yè)應(yīng)用。它是利用高能量密度的等離子弧和高速的等離子流，將融化的金屬從割口處吹走，從而形成連續(xù)缺口的一種切割方法。具有能量密度高、切割變形小、切割前不需預(yù)熱、切割金屬范圍廣（可以切割不銹鋼，鋁、銅、鈦和普通碳鋼等各類有色金屬）等優(yōu)點，在工業(yè)上尤其是制造業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛。

公司焊培中心在鐵板的下料及開坡口切割上仍然使用傳統(tǒng)的氧、乙炔混合氣體半自動切割。等離子切割做為一種安全、優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的切割方法，還沒有在焊培中心得到推廣和應(yīng)用。

1? 國內(nèi)外研究概況

我國等離子切割技術(shù)發(fā)展較為緩慢，與德、日、美等發(fā)達國家相比，無論是在切割設(shè)備，切割方法，數(shù)控智能技術(shù)等方面都有明顯的差距。隨著我國制造業(yè)迅猛發(fā)展，加快等離子切割技術(shù)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。

2? 公司焊培中心研究方面

焊培中心結(jié)合自身工作的需要，提出等離子割刀半自動化改造，研究計劃內(nèi)容：

2.1通過調(diào)查文獻來獲得資料，從而全面地、正確地了解掌握等離子切割的工作原理與氧、乙炔半自動切割的工作原理。

2.2依據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)理論和現(xiàn)場的需要，進行切割設(shè)備的改造。

2.3課題研究后期通過改造后的設(shè)備使現(xiàn)場的材料實現(xiàn)等離子半自動化切割。

3 等離子割刀半自動化改造的實施

3.1 主要改造內(nèi)容

將等離子切割設(shè)備與氧、乙炔半自動切割設(shè)備進行改造，改造后的設(shè)備利用等離子切割原理進行材料切割并實現(xiàn)半自動化操作。

3.2 技術(shù)關(guān)鍵

（1）對氧、乙炔半自動切割設(shè)備的自行機構(gòu)進行改造，并與等離子割炬組合，最終實現(xiàn)等離子切割半自動化。

（2）收集不同材料、不同厚度的切割參數(shù)（割嘴角度、高度、電流、電壓、壓縮空氣流速、行走速度）

4? 氧乙炔半自動切割與等離子半自動切割的比較

4.1表一現(xiàn)場氧乙炔半自動切割與等離子半自動切割的工效對比表

通過表四的數(shù)據(jù)進行分析表明：在15個工作日內(nèi)相同的工作時間，等離子半自動化切割的效率比氧乙炔半自動化切割提高32.2%。

4.2表二現(xiàn)場氧乙炔半自動切割與等離子半自動切割的成本對比表

通過表二的數(shù)據(jù)進行分析表明：每個工作日內(nèi)，等離子半自動化切割的成本比氧乙炔半自動化切割降低53.8%。

4.3 氧乙炔半自動切割與等離子半自動切割的質(zhì)量對比

4.4表三氧乙炔半自動切割與等離子半自動切割的其他方面的比較

1 切割材質(zhì)范圍 碳鋼、低合金鋼 碳鋼、低合金鋼、高合金鋼、不銹鋼、鈦、有色金屬

2 變形量 變形量大 變形量非常小

3 安全性 使用氧氣、乙炔作為工作氣體，屬于易燃易爆氣體，在氣體的運輸、使用、存儲環(huán)節(jié)有嚴格的安全技術(shù)要求。 使用壓縮空氣作為工作用的氣體，不存在易燃易爆的問題。

4 工作效率 以12mm碳鋼切割所需預(yù)熱和穿孔時間長，切割速度慢。切割速度283mm/min以上 切割速度快，效率高。以12mm碳鋼為例切割速度可達375mm/min以上。

5 環(huán)保問題 燃燒時產(chǎn)生CO2，存在溫室氣體排放，而且耗用乙炔氣，能源浪費大。 不會產(chǎn)生CO2，只消耗電能，能源利用率高。

通過表三的數(shù)據(jù)進行分析表明：等離子切割在切割材質(zhì)范圍、變形量、安全性、工作效率、溫室氣體排放方面都優(yōu)于氧乙炔切割。

綜上所述等離子半自動化切割完全達到或超過了預(yù)期的經(jīng)濟和技術(shù)指標(biāo)。

5? 主要成果及創(chuàng)新點

通過本項目的科技創(chuàng)新，焊培中心在鐵板、不銹鋼板、鋁板、銅板的下料及開

坡口環(huán)節(jié)已經(jīng)可以實現(xiàn)等離子半自動化切割。創(chuàng)新點：該項技術(shù)，可有效減少切割變形、提高切割效率、節(jié)約下料成本、金屬材料的切割范圍更加廣泛，同時可以使現(xiàn)場鋼板下料的安全生產(chǎn)系數(shù)得到提高，給企業(yè)帶來更好的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。

結(jié) 語

等離子切割做為一種安全、優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的切割方法，半自動化改造技術(shù)應(yīng)用成熟后還可以在工程現(xiàn)場的六道制作、火電機組的煤斗制作（主要是不銹鋼材質(zhì)）的下料環(huán)節(jié)推廣該項技術(shù)，可有效減少切割變形、提高切割效率、節(jié)約下料成本，同時可以使現(xiàn)場鋼板下料的安全生產(chǎn)系數(shù)得到提高，給企業(yè)帶來更好的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1] 潘文芳、楊素媛 《國內(nèi)等離子切割的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢》 焊接 10.3969/j.issn.1001-1382.2010.03.007