等离子弧切割工艺
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等离子弧切割操作规程等离子弧切割是一种常见的金属加工方法,通过高温等离子弧将金属材料切割成所需形状。
为了确保切割效果和操作安全,下面将介绍等离子弧切割的操作规程。
一、准备工作1.1 确认切割材料和厚度:根据需要切割的金属材料和厚度选择适当的等离子弧切割设备。
1.2 检查设备状态:确保等离子弧切割设备的电源、气源、水源等正常运转,无异常情况。
1.3 确保操作环境安全:切割操作应在通风良好的场所进行,避免切割过程中产生有害气体。
二、操作步骤2.1 调整切割参数:根据切割材料的种类和厚度,设置合适的等离子弧电流、气体流量和切割速度。
2.2 确定切割路径:根据工件的形状和要求,确定切割路径,并确保切割方向正确。
2.3 开始切割:将切割火焰对准工件表面,按下启动按钮开始切割,保持稳定的切割速度。
三、注意事项3.1 防止过热:避免切割过程中工件过热,可适时住手切割进行冷却。
3.2 防止溅射:注意保护眼睛和皮肤,避免等离子弧切割过程中产生的金属溅射伤害。
3.3 定期维护设备:定期清洁和保养等离子弧切割设备,确保设备正常运转。
四、结束操作4.1 住手切割:在切割完成后,及时住手等离子弧切割设备,关闭电源温和源。
4.2 清理工作区:清理切割过程中产生的金属屑和废料,保持工作区整洁。
4.3 检查设备:检查等离子弧切割设备是否有损坏或者异常,及时进行维修或者更换。
五、安全注意5.1 穿戴防护装备:切割操作时应穿戴防护眼镜、手套等防护装备,确保人身安全。
5.2 避免空转:避免等离子弧切割设备空转,以免损坏设备或者造成危(wei)险。
5.3 遵守操作规程:严格按照等离子弧切割的操作规程进行操作,确保安全和效果。
通过以上操作规程,可以有效地进行等离子弧切割操作,确保切割效果和操作安全。
在实际操作中,操作人员应严格遵守规程,做好安全防护工作,提高工作效率和质量。
等离子弧切割电流的大小与割口宽度等离子弧切割是一种高速、高效的切割方式,广泛应用于金属加工领域。
等离子弧切割的核心是等离子弧,其产生的热能可以瞬间将金属材料加热至高温状态,从而实现快速切割。
然而,等离子弧的强度和割口宽度之间存在一定的关系,本文将探讨等离子弧切割电流的大小与割口宽度之间的关系。
一、等离子弧切割的基本原理等离子弧切割是一种通过等离子弧进行金属材料加工的方法。
等离子弧是指在两个电极之间产生的高温等离子体。
当电极之间的电压超过一定值时,气体中的电子会被电场加速,撞击气体分子,使其电离,形成等离子体。
等离子体的温度极高,可以将金属材料加热至熔点以上,从而实现快速切割。
等离子弧切割的工作原理如下:首先,在切割区域的两端设置电极,然后将气体注入切割区域。
当电极之间的电压升高时,气体中的电子会被加速,撞击气体分子,形成等离子体。
等离子体的温度极高,可以将金属材料加热至熔点以上,从而实现切割。
在切割过程中,等离子弧沿着切割线移动,不断将金属材料加热至高温状态,最终将其切割成所需形状。
二、等离子弧切割电流的大小对割口宽度的影响等离子弧切割电流的大小是影响割口宽度的一个重要因素。
一般来说,等离子弧切割电流越大,割口宽度越宽。
这是因为等离子弧切割电流的大小直接影响等离子弧的强度。
当电流越大时,等离子弧的强度越大,其产生的热能也越多,可以将金属材料加热至更高的温度,从而使割口宽度变大。
实验表明,等离子弧切割电流的大小与割口宽度之间存在一定的线性关系。
当等离子弧切割电流在一定范围内增加时,割口宽度也会随之增加,但当电流超过一定值时,割口宽度的增加速度会逐渐减缓。
这是因为在电流过高的情况下,等离子弧的强度已经达到饱和状态,再增加电流已经无法进一步提高等离子弧的强度,因此割口宽度的增加速度会逐渐减缓。
三、其他影响割口宽度的因素除了等离子弧切割电流的大小之外,还有其他因素会影响割口宽度。
以下是一些常见的影响因素:1. 切割速度:切割速度越快,割口宽度越小。
等离子弧切割工艺等离子切割适合于所有金属材料和部分非金属材料,是切割不锈钢、铝及铝合金、铜及铜合金等有色金属的有效方法。
最大切割厚度可达到180~200mm。
目前已用切割厚度35mm以下的低碳钢和低合金结构钢。
厚度25mm以下的碳钢板切割时,采用等离子弧切割双氧-乙炔切割快5倍左右;而对于大于25mm的板切割时,氧-乙炔切割速度快些。
1.气体选择等离子弧切割工作气体既是等离子弧的导电介质,同时还要排除切口中的熔融金属,因此对等离子弧的切割特性以及切割质量和速度有明显的影响。
等离子弧切割在生产中通常使用的离子气体有N2、Ar、N 2+H2、N2+Ar,也有用压缩空气、氧气、水蒸气或水作为产生等离子弧的介质。
离子气的种类决定切割时的弧压,弧压越高切割功率越大,切割速度及切割厚度都相应提高。
但弧压越高,要求切割电源的空载电压也越高,否则难以引弧或电弧在切割过程中容易熄灭。
各种工作气体在等离子弧切割中的适用性见表1,等离子弧切割常用气体的选择见表2。
N2是一种广泛采用的切割离子气,氮气的热压缩效应比较强,携带性好,动能大,价廉易得,是一种被广泛应用的切割气体。
但氮气用作离子气时,由于引弧性和稳弧性较差,需要有较高的空载电压,一般在165V以上。
氢气的携热性、导热性都很好,所需分子分解热较大,故要求更高的空载电压(350V以上)才能产生稳定的等离子弧。
由于氢气等离子弧的喷嘴很易烧损,因此氢常作为一种辅助气体而被加入,特别是大厚度工件切割时加入一点氢对提高切割能力和改善切口质量有显著成效。
用工业纯氩作为切割气体,只需要用较低的空载电压(70~90V),但切割厚度仅在30mm以下,且由于氩气费用较高,不经济,所以一般不常使用。
N2、H2、Ar任意两种气体混合使用,比任何一种单一气体使用时效果好,因它们可以相互取长补短,各自发挥其特长。
其中尤以Ar+H 2及N 2+H 2混合气体切口质量和切割效果最好。
切割较大厚度时,用N 2+H 2混合气体。
空气等离子弧切割
空气等离子弧切割是一种高效、精确的切割工艺。
它利用高温等离子弧将金属材料加热至汽化温度,然后通过气流将熔融后的金属颗粒远离工件,从而实现切割。
与传统的氧燃气切割相比,空气等离子弧切割具有许多优势。
首先,它不需要氧气,因此无需购买氧气,也无需处理废气。
其次,它可以在更高的速度和更高的精度下进行切割。
最后,由于切割时不产生氧化物,因此切割边缘更加干净,不需要额外的表面处理。
空气等离子弧切割广泛应用于金属加工、汽车制造、建筑、航空航天等领域。
它可以切割各种金属材料,包括钢、铝、铜、铁、钛等。
此外,它还可以用于切割非金属材料,如陶瓷、玻璃等。
尽管空气等离子弧切割在工业领域中应用广泛,但它仍然存在一些挑战。
例如,它需要高电压和高频率的电源,以产生稳定的等离子弧。
此外,切割时产生的电磁辐射和噪声可能对工人产生不利影响。
总的来说,空气等离子弧切割是一种高效、精确的切割工艺,具有广泛的应用前景。
随着技术的不断进步和改进,它将越来越成熟和普及。
- 1 -。
等离子切割与焊接工艺一、等离子弧切割设备等离子弧切割设备包括电源、控制箱、水路系统、气路系统及割炬等几部分组成,其设备组成如图9-5所示。
1.电源等离子弧切割需要陡降外特性的直流电源,其电源的空载电压要高,—般为150V~400V,切割电源有专用的和串联直流弧焊机两种类型。
1)专用的整流器型电源如图9-6所示为工作原理图。
等离子弧要求电源与一般电弧焊电源相同,具有陡降的外特性。
但是,为了便于引弧,对一般等离子焊接、喷焊和堆焊来说,要求空载电压在80V以上;对于等离子切割和喷涂,则要求空载电压在150V以上,对自动切割或大厚度切割,甚至高达400Vo目前,等离子弧要求所采用的电源,绝大多为灵敏具有陡降外特性的直流电源。
这些电源有的利用普通旋转直流电焊机,有的采用硅整流的直流电焊机。
根据某种工艺或材料焊接的需要,有的要求垂直下降外特性的直流电源(微束等离子焊接),有的则需要交流电源(等离子粉末喷焊、用微弧等离子焊接铝及铝合金)。
空气等离子弧切割机从结构上分主要包括:主回路、控制回路以及气路3部分。
(1)主回路包括接触器KM、三相变压器、三相桥式整流器(由VD1~VD6、CI~C6组成)、高频振荡器(由B2、B4、FP、C12组成)。
(2)控制回路由控制变压器B3和J1 J2、J3、VD7、C11、R3等元件组成。
(3)气路部分由减压及电磁气阀DF组成。
其原理简述如下:在接好电源和气源后,合上开关K1,电源指示灯XD亮,冷却风机FM立即转动。
按下割炬微动开关K3,继电器电动作,其常开触点接通,电磁阀DF动作,气路接通,割炬进行预先通气。
另一常开触点接通电阻R3,二极管VD7对电容C11充电,组成延时电路,经过3s~5s充电完毕。
继电器J2通电闭合,接触器KM 得电闭合,主回路通电,经过变压器B1整流桥,正极经过B5通过连接线直接接至工件,负极通过B2输出,主回路得电的同时,接触器KM的辅助常开触头接通继电器J3。
等离子切割的工作原理及操作要领一、等离子切割的原理:等离子弧切割是利用等离子弧的热能,实现切割的方法。
切割时等离子弧将割件熔化,并借压缩空气的冲击力将熔化金属排除,从而形成割缝,实现切割。
二、特点:1、可切割任何黑色金属、有色金属。
2、采用转移型弧,可切割非金属材料及混凝土、耐火砖等。
3、由于等离子弧能量高度集中,所以切割速度快,生产率高。
4、切口光洁、平整,并且切口窄,变形小,切割质量好。
我厂现使用的等离子切割机是江苏武进科技实验厂生产的G100 60—C型.最大切割厚为32mm,电源种类是直流三相四线制,有两档切割厚度选择:0-18mm、16-32mm。
所使用的气源种类为压缩空气,工作压力0.5-0.7Mpa。
等离子弧切割设备主要由切割电源控制箱,割炬、气路系统等组成。
如果是自动切割系统,还应有自动切割小车。
三、操作要领:1、接通电源后,要检查散热风扇的旋向是否与箭头所示方向一致。
2、打开空压机,检查气源管路是否畅通,气源压力是否达到额定值。
3、将切割按钮打到试气一侧,检查割炬是否有气流等,指示灯由红灯转为绿灯时方可正常工作。
4、根据工件的厚度,选择相应的切割按钮。
5、检查割炬是否完好,接地线与工件是否接触牢固,割嘴喷头是否正常。
6、在功率不变的情况下,适当提高切割速度可使切口变窄,热影响区减少,但切割速度过快,会造成割不透。
7、喷嘴距割件距离,一般为7-10mm,距离过大会降低切割能力,过小易烧坏喷嘴。
四、常见故障及排除:五、安全注意事项:采用等离子弧切割金属时,因电源空载电压较高,应注意以下几点:1、切割机必须可靠接地;2、电缆接头必须拧紧;3、经常注意电缆绝缘情况,如有损坏应及时修理;4、切割时,注意气路工作情况,防止损坏割炬;5、切割机安放通风良好的场所;6、切割机空载电压高,电焊工必须注意安全,电源一定要接地,割炬的手把绝缘一定要可靠7、等离子弧切割时,弧光及紫外线比焊接时强烈,对皮肤及眼睛均有伤害,所以必须做好防护工作。
等离子弧切割操作规程一、引言等离子弧切割是一种常用的金属加工方法,广泛应用于各种工业领域。
为了确保操作的安全性和切割质量,制定本操作规程,明确等离子弧切割的操作步骤、安全注意事项和质量要求。
二、适合范围本操作规程适合于等离子弧切割操作人员,并可作为培训和指导的参考文档。
三、术语和定义1. 等离子弧切割:利用高温等离子弧将金属材料进行切割的工艺。
2. 等离子弧切割机:用于进行等离子弧切割的设备,包括切割电源、切割手把等组成。
3. 工件:待切割的金属材料。
四、操作步骤1. 准备工作a. 检查等离子弧切割机的电源温和源是否正常,并确保机器处于工作状态。
b. 检查切割手把、切割嘴等切割装置是否完好,如有损坏应及时更换。
c. 确保工作区域的通风良好,防止等离子弧切割产生的烟尘对操作人员造成危害。
2. 装夹工件a. 将待切割的工件放置在切割台上,并使用夹具进行固定,确保工件稳定不会滑动。
3. 调整切割参数a. 根据工件材料和厚度,调整切割电源的电流温和压参数,确保切割质量和效率。
b. 根据切割路线,调整切割手把的角度和位置,确保切割路线的准确性。
4. 开始切割a. 按下启动按钮,启动等离子弧切割机。
b. 将切割手把缓慢挪移到切割起点,触碰工件表面,等待弧光点亮。
c. 控制切割手把的挪移速度,沿着切割路线平稳地挪移,保持一定的切割距离。
5. 切割结束a. 切割到工件末端时,住手切割手把的挪移,并等待等离子弧熄灭。
b. 关闭等离子弧切割机的电源温和源,确保设备处于安全状态。
c. 将切割手把和切割嘴进行清洁,以防止积聚的金属屑影响下次切割。
五、安全注意事项1. 操作人员应穿戴好防护设备,包括防护眼镜、防护手套和防护服等,确保人身安全。
2. 在切割过程中,操作人员应保持专注,避免分散注意力。
3. 切割过程中,应注意周围环境是否有易燃物品,如有应及时清除,以防发生火灾。
4. 切割结束后,切割手把和切割嘴应及时清洁,以免影响下次切割的质量。
等离子弧切割
等离子弧切割是一种常用的金属切割方法,利用弧电流和高温等离子弧来加热和融化金属,然后使用气体喷嘴将融化的金属吹散,从而实现切割的目的。
等离子弧切割的基本原理是利用电弧放电产生高温等离子弧,通过将电弧聚焦在工件上,使工件表面的金属迅速加热到熔点以上,同时使用高速喷出的氧气或氮气吹散被加热的金属,形成切割口。
等离子弧切割通常包括以下几个主要的步骤:
1.弧起弧压:通过适当的电流和电压设置,在切割机上产生一定弧压和电弧能量,使电弧从电极中产生,并引导至工件表面。
2.弧焦点调节:通过调整等离子弧焦点位置和聚焦长度,控制等离子弧的形状和聚焦强度,从而实现切割焦点的调整。
3.切割速度控制:控制切割机的移动速度,使等离子弧在工件表面保持稳定的切割速度,以达到理想的切割效果。
4.气体喷嘴调节:通过调整气体喷嘴的气体流量和喷嘴形状,控制气体吹散的速度和方向,以便有效地将融化的金属吹散。
等离子弧切割具有以下特点和优势:
1.快速高效:等离子弧切割速度快,能够在较短时间内完成大量的切割任务。
2.切割质量好:等离子弧切割切口平整,切割面光滑,几乎没有热影响区和变形。
3.适用广泛:等离子弧切割可用于切割各种金属材料,包括钢、铝、铜等。
4.切割厚度大:等离子弧切割可以切割较厚的金属材料,可以达到几十毫米甚至更厚的切割厚度。
等离子切割工艺参数解析1.空载电压和弧柱电压同焊接需要焊接电源一样,等离子切割必须有切割电源,为便于引弧和保证等离子弧稳定燃烧,切割电源必须有足够高的空载电压,空载电压一般为120-600V o弧柱电压决定了等离子弧切割时的功率,弧柱电压越高,同种厚度情况下可以提高切割速度,或者保证切割速度不变情况下切割金属厚度更大。
弧柱电压通常通过调节气体流量和加大电极内缩量来达到,但弧柱电压不能超过空载电压的65%,否则会使等离子弧不稳定。
弧柱电压一般为空载电压的50%o2.切割电流除了弧柱电压外,切割电流也是影响等离子切割的关键参数之一,同增加弧柱电压一样,增加切割电流同样能提高等离子弧的功率从而提高切割速度和厚度。
但是切割电流也不能太大,切割电流过大,会使等离子弧柱变粗,从而导致割缝宽度增加影响材料利用率,同时会造成电极寿命下降,因此切割电流不得超过最大允许电流。
总之,等离子切割机的切割电流的增大,等离子电弧能量增加,切割能力提高,切割速度是随之增大。
等离子切割机的切割电流增大,等离子电弧直径增加,电弧变粗使得切口变宽。
等离子切割机的切割电流过大使得喷嘴热负荷增大,喷嘴过早地损伤,切割质量自然也下降,甚至无法进行正常切割。
所以在切割前要根据材料的厚度正确选用切割电流和相应的喷嘴。
3、气压和流量气体流量也是影响等离子切割的主要参数,需要选择合适的气体流量范围。
其他条件不变的情况下,增加气体流量可以提高弧柱电压,同时增强对弧柱的压缩作用,从而使等离子弧能量更加集中、喷射力更强,可有效提高等离子切割的速度和质量。
同样气体流量不能过大,如果气体流量过大,会使弧柱变短,造成热量损失,反而使切割能力减弱,直至有可能使切割过程不能正常进行。
总之,要保证等离子气体正确的气压和流量,等离子气压和流量对易损件的使用寿命非常重要。
如果气压太高,电极的寿命就会大大缩短,如气压太低,喷嘴的寿命就会受到影响。
4、电极内缩量电极内缩量:是指电极到割嘴端面的距离。
等离子切割原理及相关工艺要点一、等离子切割的原理1.等离子体的产生:等离子体是指由电子和正离子组成的带电粒子体系。
在等离子体切割过程中,通过高频交流电源产生电弧放电,使气体在电极和工件之间发生电离,形成等离子体。
2.等离子体弧的形成:在电极和工件之间形成的弧光放电,会产生高温和高能量的等离子体弧。
等离子体弧的温度可达数万摄氏度,能量密度高达几千瓦/平方厘米,其作用区域通常在2-4毫米。
3.等离子体弧的切割作用:等离子体弧对金属材料有较强的熔化和气化作用。
等离子体弧与金属材料发生作用时,会使金属表面迅速加热,达到熔化温度,然后通过气化作用将熔化的金属迅速除去,从而实现切割。
二、等离子切割的工艺要点1.气体选择:等离子切割中常用的气体有氮气、氧气、氩气等。
氮气适用于不锈钢、铝及其合金的切割,氧气适用于碳钢等低合金钢材的切割,而氩气主要用于对切割表面有要求的材料。
2.切割电流:切割电流直接影响到等离子体弧的强弱和切割速度。
一般来说,电流越大,切割速度越快,但过大的电流会导致过度熔化和变形。
合适的电流应根据材料的类型、厚度等因素来确定。
3.切割速度:切割速度是指单位时间内切割的长度,一般用毫米/分钟表示。
切割速度过快会导致表面质量下降,切割速度过慢则会浪费时间。
合适的切割速度应根据材料的特性和厚度来确定。
4.切割气流:切割气流通常用于将熔化的金属气化并将其从切割缝隙排出,以保持切割质量。
适当的切割气流可以有效地冷却切割区域,减少热影响区和变形。
5.切割距离:切割距离是指等离子体弧到工件表面的垂直距离。
适当的切割距离能够保持稳定的等离子体弧形态,同时避免产生过度热影响区。
6.切割压力:等离子切割过程中需要对工件施加一定的切割压力。
适当的切割压力能够保持电弧稳定,防止产生切割缺陷。
7.切割表面处理:切割前的表面处理对切割质量有重要影响。
应保证切割表面清洁无油污,以避免影响切割质量。
以上就是等离子切割的原理及相关工艺要点的详细介绍。
等离子弧切割通用工艺守则1、总则本守则规定了空气等离子切割的操作工艺要求。
本守则适用于公司碳钢、合金钢、不锈钢的等离子空气切割。
2、割前准备2.1 检查工作场地,在10m范围内不应有易燃易爆物品。
切割工作应在通风良好的环境中进行,若环境通风不良或在容器中进行切割时应采取措施和加强通风。
2.2 操作人员在工作前应穿戴好防护面罩、电焊手套、防护服装,以防止紫外线或火花的灼伤。
2.3 检查并确认电源、气源,无漏电、漏气,设备的外壳接地或接零一定要安全可靠,割炬引线是否绝缘,如有异常,应及时检修。
2.4 将被切工件垫高垫平,距地面至少20cm,检查并去除工件表面的油、锈及污垢。
2.5 将切割地线卡在被切工件上。
2.6 将压缩气源的供气管道接至切割设备上空气过滤减压器的进气端后,打开气源阀门。
2.7 接通网路电源,打开面板上的电源开关,将切割-检气开关拨至“检气”位置,这时有气从割炬中喷出,预通气1分钟,以去除可能凝结在气路管道中的湿气,此时将切割机的减压阀压力调至0.4~0.5MPa,再把“切割-检气”开关拨至“切割”位置。
2.8 根据被切割工件材质和厚度选定喷嘴孔径,调整切割电流。
3、切割操作3.1 切割时一般应从工件的边缘开始切割,此时则喷嘴中心孔应对工件边缘;若在工件中(即不是边缘)开始切割,手工切割薄板,则割炬嘴稍向后倾斜,以便吹掉熔化的金属,形成初始的切口,切透工件后再将割矩扶正垂直于工件进行切割,切割厚板时,应先在切割起弧部位钻个φ2.5mm~3mm的孔,然后以次为起点进行切割,避免熔渣烧损枪体。
3.2 进行切割时,应在割矩喷嘴距离工件3~5mm时按下割炬开关进行引弧,切割时不能让喷嘴接触工件,喷嘴与工件之间的距离应保持在3~5mm。
3.3 在等离子弧切穿工件后,再移动割矩进行切割。
切割时割炬垂直于工件,并保持匀速移动。
切割时不能过快移动割炬,以免割不透工件引起弧焰回流烧毁喷嘴。
也应避免割速过慢影响切口质量。
等离子弧切割工艺等离子切割适合于所有金属材料和部分非金属材料,是切割不锈钢、铝及铝合金、铜及铜合金等有色金属的有效方法。
最大切割厚度可达到180~200mm。
目前已用切割厚度35mm以下的低碳钢和低合金结构钢。
厚度25mm以下的碳钢板切割时,采用等离子弧切割双氧-乙炔切割快5倍左右;而对于大于25mm的板切割时,氧-乙炔切割速度快些。
1.气体选择等离子弧切割工作气体既是等离子弧的导电介质,同时还要排除切口中的熔融金属,因此对等离子弧的切割特性以及切割质量和速度有明显的影响。
等离子弧切割在生产中通常使用的离子气体有N2、Ar、N 2+H2、N2+Ar,也有用压缩空气、氧气、水蒸气或水作为产生等离子弧的介质。
离子气的种类决定切割时的弧压,弧压越高切割功率越大,切割速度及切割厚度都相应提高。
但弧压越高,要求切割电源的空载电压也越高,否则难以引弧或电弧在切割过程中容易熄灭。
各种工作气体在等离子弧切割中的适用性见表1,等离子弧切割常用气体的选择见表2。
N2是一种广泛采用的切割离子气,氮气的热压缩效应比较强,携带性好,动能大,价廉易得,是一种被广泛应用的切割气体。
但氮气用作离子气时,由于引弧性和稳弧性较差,需要有较高的空载电压,一般在165V以上。
氢气的携热性、导热性都很好,所需分子分解热较大,故要求更高的空载电压(350V以上)才能产生稳定的等离子弧。
由于氢气等离子弧的喷嘴很易烧损,因此氢常作为一种辅助气体而被加入,特别是大厚度工件切割时加入一点氢对提高切割能力和改善切口质量有显著成效。
用工业纯氩作为切割气体,只需要用较低的空载电压(70~90V),但切割厚度仅在30mm以下,且由于氩气费用较高,不经济,所以一般不常使用。
N2、H2、Ar任意两种气体混合使用,比任何一种单一气体使用时效果好,因它们可以相互取长补短,各自发挥其特长。
其中尤以Ar+H 2及N 2+H 2混合气体切口质量和切割效果最好。
切割较大厚度时,用N 2+H 2混合气体。
我国实际生产上由于氮气价格低廉,所以大多用氮气作为切割气体。
压缩空气作离子气时热焓值高,电弧电压100V 以上,电源电压200V 以上,在切割30mm 以下厚度的材料时,有取代氧-乙炔火焰切割的趋势。
几种常用等离子弧切割法的适用材料和实用切割厚度见表3。
注:切割低碳钢以O 2等离子弧、O 2-水再压缩等离子弧切割法最为适宜。
采用上述气体时应注意的事项如下。
①氮气中常含有氧气等杂质,随气体纯度的降低,钨极的烧损增加,会引起工艺参数的变化,使切割质量降低。
钨极与工件之间的距离增大,容易产生双弧,烧坏喷嘴,致使切割过程中断。
氮气的纯度应在99.5%以上。
②用氢气作为切割气体时,一般是使非转移弧在纯N 2或纯Ar 中激发,等到转移型弧激发产生后3~6s 再开始供应H 2为好,否则非转移型弧将不易引燃,影响切割的顺利进行。
③H 2是一种易燃气体,与空气混合后很易爆炸,所以储存H 2的钢瓶应专用,严禁用装氧的气瓶来改装。
另外,通氢气的管路、接头、阀门等一定不能漏气。
切割结束时,应先关闭氢气。
2. 切割工艺参数等离子弧切割的工艺参数包括切割电流、切割电压、切割速度、气体流量以及喷嘴距工件的高度。
各种不同厚度材料的等离子弧切割工艺参数见表4。
水再压缩等离子弧切割有色金属、高合金钢和碳钢的工艺参数见表5和表6。
(1)切割电流电流和电压决定了等离子弧的功率。
随等离子弧功率的提高,切割速度和切割厚度均可相应增加。
一般依据板厚及切割速度选择切割电流。
提供切割设备的厂家都向用户说明某一电流等级的切割设备能够切割板材的最大厚度。
对于确定厚度的板材,切割电流越大,切割速度越快。
但切割电流过大,易烧损电极和喷嘴,且易产生双弧,因此对一定的电极和喷嘴有一定合适的电流。
切割电流也影响切割速度和割口宽度,切割电流增大会使弧柱变粗,致使切口变宽,易形成V形割口。
表7列出等离子弧切割电流与割口宽度的关系。
(2)切割电压虽然可以通过提高电流增加切割厚度及切割速度,但单纯增加电流使弧柱变粗,切口加宽,所以切割大厚度工件时,提高切割电压的效果更好。
空载电压高,易于引弧。
可以通过增加气体流量和改变气体成分来提高切割电压,但一般切割电压超过空载电压的2/3后,电弧就不稳定,容易熄弧。
因此,为了提高切割电压,必须选用空载电压较高的电源,所以等离子弧切割电源的空载电压不得低于150V,是一般切割电压的2倍。
切割大厚度板材和采用双原子气体时,空载电压相应要高。
空载电压还与割枪结构、喷嘴至工件距离、气体流量等有关。
(3)切割速度切割速度是切割过程中割炬与工件间的相对移动速度,是切割生产率高低的主要指标。
切割速度对切割质量有较大影响,合适的切割速度是切口表面平直重要条件。
在切割功率不变的情况下,提高切割速度使切口表面粗糙不平直,使切口底部熔瘤增多,清理较困难,同时热影响区及切口宽度增加。
切割速度决定于材质板厚、切割电流、气体种类及流量、喷嘴结构和合适的后拖量等。
在同样的功率下,增加切割速度将导致切口变斜。
切割时割炬应垂直工件表面,但有时为了有利于排除熔渣,也可稍带一定的后倾角。
一般情况下倾斜角不大于3°是允许的,所以为提高生产率,应在保证切透的前提下尽可能选用大的切割速度。
(4)气体流量气体流量要与喷嘴孔径相适应。
气体流量大,利于压缩电弧,使等离子弧的能量更为集中,提高了工作电压,有利于提高切割速度和及时吹除熔化金属。
但当气体流量过大时,会因冷却气流从电弧中带走过多的热量,反而使切割能力下降,电弧燃烧不稳定,甚至使切割过程无法正常进行。
适当地增大气体流量,可加强电弧的热压缩效应,使等离子弧更加集中,同时由于气体流量的增加,切割电压也会随之增加,这对提高切割能力和切割质量是有利的。
(5)喷嘴距工件高度喷嘴到工件表面间的距离增加时,电弧电压升高,即电弧的有效功率提高,等离子弧柱显露在空间的长度将增加,弧柱散失在空间的能量增加。
结果导致有效热量减少,对熔融金属的吹力减弱引起切口下部熔瘤增多,切割质量明显变坏,同时还增加了出现双弧的可能性。
当距离过小时,喷嘴与工件间易短路而烧坏喷嘴,破坏切割过程的正常进行。
在电极内缩量一定(通常为2~4mm)时,喷嘴距离工件的高度一般在6~8mm,空气等离子切割和水再压缩等离子弧切割的喷嘴距离工件高度可略小于6~8mm。
除了正常切割外,空气等离子弧切割时还可以将喷嘴与工件接触,即喷嘴贴着工件表面滑动,这种切割方式称为接触切割或笔式切割,切割厚度约为正常切割时的一半。
几乎所有的金属材料和非金属材料都可以进行等离子弧切割。
氩-氢和氮等离子弧切割不锈钢、铝、铜的工艺参数分别见表8、表9、表10。
LG8-25型小电流和大电流空气等离子弧切割的工艺参数见表11和表12。
小电流和大电流氧等离子弧切割的工艺参数分别见表13和表14。
注:日产KPC-80A切割机。
3.等离子弧切割质量切口质量主要以切口宽度、切口垂直度、切口表面粗糙度、切纹深度、切口底部熔瘤及切口热影响区硬度和宽度来评定。
等离子弧切口的表面质量介于氧-乙炔切割和带锯切割之间,当板厚在100mm以上时,因较低的切割速度下熔化较多的金属,往往形成粗糙的切口。
良好切口的标准是:其宽度要窄,切口横断面呈矩形,切口表面光洁,无熔渣或挂渣,切口表面硬度应不妨碍切后的机加工。
(1)切口宽度和平面度切口宽度是指由切割束流造成的两个切割面在切口上缘的距离。
在切口上缘熔化的情况下,指紧靠熔化层下两切割面的距离。
等离子弧往往自切口的上部较下部切去较多的金属,使切口端面稍微倾斜,上部边缘一般呈方形,但有时稍呈圆形。
等离子弧切割的切口宽度比氧-乙炔切割的切口宽度宽1.5~2倍,随板厚增加,切口宽度也增加。
对板厚在25mm以下的不锈钢或铝,可用小电流等离子弧切割,切口的平直度是很高的,特别是切割厚度8mm以下的板材,可以切出小的棱角,甚至不需加工就可直接进行焊接,这是大电流等离子弧切割难以得到的。
这对薄板不规则曲线下料和切割非规则孔提供了方便。
切割面平面度是指所测部位切割面上的最高点和最低点、按切割面倾角方向所作两条平行线的间距。
等离子弧切口表面存在约0.25~3.80mm厚的熔化层,但切口表面化学成分没有改变。
如切割含Mg5%的铝合金时,虽有0.25mm厚的熔化层,但成分未变,也未出现有氧化物。
若用切割表面直接进行焊接也可以得到致密的焊缝。
切割不锈钢时,由于受热区很快通过649℃的临界温度,使碳化铬不会沿晶界析出。
因此,用等离子弧切割不锈钢是不会影响它的耐腐蚀性的。
(2)切口熔瘤消除方法在切割面上形成的宽度、深度及形状不规则的缺口,使均匀的切割面产生中断。
切割后附着在切割面下缘的氧化铁熔渣称为挂渣。
以不锈钢为例,由于不锈钢熔化金属流动性差,在切割过程中不容易把熔化金属全部从切口吹掉。
不锈钢导热性差,切口底部容易过热,这样切口内残留有未被吹掉的熔化金属,就和切口下部熔合成一体,冷却凝固后形成所谓的熔瘤或挂渣。
不锈钢的韧性好,这些熔瘤十分坚韧,不容易去除,给机械加工带来很大困难。
因此,去除不锈钢等离子弧切割的熔瘤是一个比较关键的问题。
在切割铜、铝及其合金时,由于其导热性好,切口底部不易和熔化金属重新熔合。
这些熔瘤虽“挂”在切口下面,但很容易去除。
采用等离子弧切割工艺时,去除熔瘤的具体措施如下。
①保证钨极与喷嘴的同心度。
钨极与喷嘴的对中不好,会导致气体和电弧的对称性被破坏,使等离子弧不能很好地压缩或产生弧偏吹,切割能力下降,切口不对称,引起熔瘤增多,严重时引起双弧,使切割过程不能顺利进行。
②保证等离子弧有足够功率。
等离子弧功率提高,即等离子弧能量增加,弧柱拉长,使切割过程中熔化金属的温度提高和流动性好,这时在高速气流吹力的作用下,熔化金属很易被吹掉。
增加弧柱功率可提高切割速度和切割过程的稳定性,使得有可能采用更大的气流量来增强气流的吹力,这对消除切口熔瘤十分有利。
③选择合适的气体流量和切割速度。
气体流量过小吹力不够,容易产生熔瘤。
当其他条件不变时,随着气体流量增加,切口质量得到提高,可获得无熔瘤的切口。
但过大的气体流量却导致等离子弧变短,使等离子弧对工件下部的熔化能力变差,割缝后拖量增大,切口呈V形,反而又容易形成熔瘤。
(3)避免双弧的产生转移型等离子弧的双弧现象的产生与具体的工艺条件有关。
等离子弧切割中,双弧的存在必然导致喷嘴的迅速烧损,轻者改变喷嘴孔道的几何形状,破坏电弧的稳定条件,影响切割质量;重者使喷嘴被烧损而漏水,迫使切割过程中断。
为此,等离子弧切割与等离子弧焊接一样,必须从影响双弧形成的因素着手避免双弧的出现。
(4)大厚度切割质量生产中已能用等离子弧切割厚度100~200mm的不锈钢,为了保证大厚度板的切割质量,应注意以下工艺特点。