等離子切割在生產(chǎn)中的應用

程新軍

塔城市中等職業(yè)技術學校，新疆 塔城 834700

等離子切割在生產(chǎn)中的應用

程新軍

塔城市中等職業(yè)技術學校，新疆 塔城 834700

筆者針對等離子切割工藝進行了探究分析，主要工藝在于等離子工作氣體在等離子槍體的噴嘴中受到等離弧加熱而迅速膨脹，以非常高的速度從噴嘴中噴出，把已熔化的金屬吹走將被割材料切成狹窄的切口，這種工藝現(xiàn)已在企業(yè)內進行普遍使用。筆者在此進行了詳細分析，以便于提供可參考性的依據(jù)。

等離子；切割工藝； 熔化金屬； 應用分析

0 引言

傳統(tǒng)行業(yè)在金屬板材切割工藝流程中存有一定的缺陷，主要是因為傳統(tǒng)工藝操作性復雜，并且安全隱患大，使得在工業(yè)生產(chǎn)中存有一定的局限性。但通過現(xiàn)有模式的改進，不但提高了切割效率，而且在操作性方面也較為靈活。

1 等離子切割優(yōu)點

在以往的一般性加工、維修企業(yè)中，我們對于鋼材的切割，線材就用砂輪切割機，板材就用氧一乙炔的氣割來完成，由于氧一乙炔的氣割設備使用起來不方便，效益比較低，而且安全隱患很大，在工業(yè)生產(chǎn)中造成很大局限性。

在目前的工業(yè)生產(chǎn)及一般的維修企業(yè)中大量普及了用等離子切割來完成對大部分鋼板材料的切割。

等離子切割是等離子弧以非常高的溫度將切割材料局部熔化。加上等離子工作氣體在等離子槍體的噴嘴中受到等離弧加熱而迅速膨脹，以非常高的速度從噴嘴中噴出，把已熔化的金屬吹走將被割材料切成狹窄的切口。

當今無論是在材料的種類方面，還是切割厚度與質量方面，可以說等離子弧切割是目前采用的各種切割法中的一種較好切割方法，如果要對等離子切割作一個恰如其分的評價，可以用六個字來概括“高速、高效、高質”。

2 等離子切割特性

在具體切割的實踐操作中，結合被切工作的實際情況，要求操作人員要熟練掌握等離子切割設備的工作要領，特別是工作氣體一定要根據(jù)其在切割中的特性來選擇，常采用的是氮和氫的混合氣體，一般為氮75%-90%，氫25%-10%，對較厚的材料超過127毫米，如不銹鋼和少數(shù)幾種不銹鋼合金的切割，還可以使用純氬氣。要使等離子弧切割具有調整的特點，還必須正確選用電弧電流和電弧電壓，在等離子切割中電弧電流和電弧電壓的增大使電弧的功率也增加，但是增大電流后將會影響鎢板和噴嘴的燒損，對切割工作有一定的影響。所以一般是提高電弧電壓來提高電弧的功率。另外隨著混合氣體的流量增大，可使電弧壓縮成度增加。這時它的能量就會更加集中，弧柱的溫度急劇上升。

電弧噴射速度也會加快，而且弧柱沖力大大提高有利于提高切割速度。此外還要恰當?shù)剡x擇噴嘴孔道的長度和直徑、噴嘴到工件表面鎢極到噴嘴端部的距離都會影響切割效果。還有一個問題，就是在切割某些材料時，往往容易產(chǎn)生切口毛刺，這主要是熔化金額的流動性不好，不易被氣流吹掉、底部過熱，氣流吹力不足等因素造成的，在切割厚板時由于割縫過大產(chǎn)生的后拖量，也會造成切口毛刺，所以在切割時，必須要保證鎢極和噴嘴的絕對對中，有足夠的功率，合適的氣體流量和切割速度。在一般中小型加工與維修企業(yè)中、小電流等離子切割法是一種新的發(fā)展，它具有氣體消耗少、維修和設備成本低、煙塵和噪聲小，結構簡單、操作方便等特點。

根據(jù)小電流等離子切割法的特點，它典型應用主要有以下幾方面：

（1）制作和裝配不銹鋼和鋁制的管道及筒體和管子連接孔管子外形及斜角的切割。

（2）常壓鍋爐及管道的制作過程中的切割。

（3）對食品工業(yè)、化工等設備的維修，可以在現(xiàn)場快速、干凈和沒有變形地進行切割、修復有缺損的部件。

（4）能非常準確地切割鑄造廠鑄造出來的材料。切割之后只需要最小量的磨削精加工。

（5）對低碳鋼、低合金鋼、不銹鋼和鋁制等管材上進行定長度和斜口的優(yōu)質切割，其速度和切口質量都超過了普通切割方法。

小電流等離子切割法是采用雙氣流式切割槍，它的割嘴不需要冷卻孔，鎢極也不需要磨平，呈扁平就可以，一般采用二氧化碳為保護氣體，氮氣為等離子氣，用氮氣作等離子氣的小電流等離子切割還有一個特點就是不受工件形狀的限制，無論簡單或復雜都可以使用，而且切割速度可以與普通等離子切割機相比，切割精度可達到大電流等離子切割精度。如果是用氬和氫混合氣體作等離子氣，則使切出的切口很細，邊緣很整齊。

綜上所述等離子切割在目前社會生產(chǎn)的各個方面都很適用，以后會更加普遍使用這種切割工藝。

3 等離子切割設備分類及應用

3．1 等離子體切割設備類型

根據(jù)當前等離子體切割使用標準，其數(shù)控等離子體切割在當今使用最為廣泛。該切割設備包括三部分，分別是：機床、數(shù)控和編程部分，其中機床部分包括：減速機、道軌、伺服電機等；而數(shù)控結構包括：計算機、氣路系統(tǒng)以及輔助機電設備；而編程則為等離子體終端設備的軟件部分。在等離子切割引弧方式上通常采用非高頻引弧技術，該技術是利用電源電極與噴嘴之間的段接觸面積，從而產(chǎn)生高壓氣體，該氣體又能引燃周圍的小弧，根據(jù)這種模式進行引弧。并且在設備內部不需要高頻振蕩器，該儀器設備在運行過程中，會產(chǎn)生較強的外圍磁場（130-210KHz），會對周圍高壓設備產(chǎn)生電磁影響。所以該引弧方式在該運行系統(tǒng)中設立了專門的控制運行方式，保證等離子切割設備引弧方式的正確性。

3．2 等離子切割在鋼結構生產(chǎn)中的應用

數(shù)控等離子切割機運行過程中，首先對鋼結構切割進行繪圖編程，然后將DXF格式傳輸至終端服務器，完成整個數(shù)據(jù)信息的交換。其次便是根據(jù)鋼結構的切割線，切割機頭便沿著運行軌跡進行切割，切割溫度保持在4500-5000攝氏度，此時由于鋼結構內部的原子激烈的碰撞，使得電子在原子中游離出來，離解成電子和正離子，離子個體之間會產(chǎn)生巨大的能力，可便于切割鋼結構。其次數(shù)控等離子切割設備保證切割鋼結構直角之間的平滑過渡，傳統(tǒng)等離子切割不能保證圓弧的平滑過渡，造成在切割過程中，存有較大的死角。該數(shù)據(jù)編程應用程序在切割過程中，保證留有足夠的角度。

4 結語

通過對等離子切割在生產(chǎn)過程中的應用分析，使得筆者對此有了更為深刻的認知。這種切割模式不僅改進了傳統(tǒng)切割方式，而且在優(yōu)化方式結構上既能簡化操作流程，又能提高生產(chǎn)效率。這種新型等離子切割模式將會為更多企業(yè)帶來經(jīng)濟效益，提高當前的國民生產(chǎn)總值。

[1]朱瑞．數(shù)控等離子切割技術在鋼結構生產(chǎn)中的應用和發(fā)展[J]．信息技術與信息化，2013,34（46）:61-62．

[2]楊青建．螺旋焊管機組等離子切割煙塵凈化系統(tǒng)的設計與應用[J]．焊管，2011,19（23）：38-39．

[3]張文武．等離子切割機智能控制策略的研究[J]．廣東工業(yè)大學學位論文，2012．

[4]朱兆民．等離子體弧變厚度切割工藝參數(shù)控制研究[J]．大連理工大學學位論文，2010．