大厚度等离子切割机加工技术要点

发布日期:2014-12-22 点击次数:50 字体显示:【大】  【中】  【小】

大厚度等离子切割机加工技术要点

    等离子切割机是将混合气体通过高频电弧,使一些气体“分解”或离子化,成为基本的原子粒子,从而产生“等离子”。当电弧跳跃到工件上时,高压气体把等离子从割炬烧嘴吹出,出口速度为 800~1 000 m/s(约 3 马赫)。等离子弧柱的温度极高,可达10 000 ℃~30 000 ℃,远远超过了所有金属或非金属材料的熔点,从而使被切割工件快速熔化,熔化的  金属由喷出的高压气流吹走。因此,需要使用排烟和除渣设备。等离子切割配合不同的工作气体可以切割各种氧气切割难以切割的金属,尤其是对于有色金属(不锈钢、铝、铜、钛、镍)切割效果更佳;其主要优点在于切割厚度不大的金属材料时,等离子切割速度快,尤其在切割普通碳素钢薄板时,速度可达氧切割的 5~6 倍、切割面光洁、热变形小、几乎没有 热影响区。 等离子切割发展到现在,可采用的工作气体(工作气体是等离子弧的导电介质,又是携热体,同时还要排除切口中的熔融金属)对等离子弧的切割特性以及切割质量、速度都有显著的影响。常用的等离子弧工作气体有氩、氢、氮、氧、空气、水蒸气以及某些混合气体。

        大厚度切割质量生产中已能采用等离子弧切割厚度 100~200mm的不锈钢,为保证大厚度板的切割质量,应注意以下工艺特点:

    1. 随切割厚度的增加,需熔化的金属量也增加,因此所要求的等离子弧功率比较大。切割厚度80 mm 以上的板材时,等离子弧功率为 50~100 kW。为了减少喷嘴与钨极的烧损,在相同功率时,以提高等离子弧的切割电压为宜。为此,要求切割电源的空载电压在 220 V 以上。

      2. 要求等离子弧呈细长形,挺度好,弧柱维持高温度的距离要长。即轴向温度梯度要小,弧柱上温度分布均匀。这样,切口底部能得到足够的热量保证割透。如果再采用热焓值较大、热传导率高的氮、氢混合气体效果更好。

      3. 转弧时,由于有大的电流突变,往往会引起转弧过程中电弧中断、喷嘴烧坏等现象,因此要求设备采用电流递增转弧或分级转弧的办法。一般可在切割回路中串入限流电阻(约 0.4 Ω ),以降低转弧时的电流值,然后再把电阻短路掉。

      4. 切割开始时要预热,预热时间根据被切割材料的性能和厚度确定。对于不锈钢,当工件厚度为200 mm 时,需预热 8~20 s;当工件厚度为 50 mm时,需预热 2.5~3.5 s。大厚度工件切割开始后,要等到沿工件厚度方向都割透后再移动割炬,实现连续切割,否则工件将切割不透。收尾时要待完全割开后才断弧。

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