數(shù)控等離子切割機(jī)與激光切割機(jī)的比較 數(shù)控等離子切割機(jī)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。 等離子切割機(jī)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。等離子切割機(jī)適用于各種機(jī)械、金屬結(jié)構(gòu)的制造、安裝和維修，作中、薄板材的切斷、開孔、挖補(bǔ)、開坡口等切割加工。 激光切割是利用高功率密度的激光束掃描過材料表面，在極短時間內(nèi)將材料加熱到幾千至上萬攝氏度，使材料熔化或氣化，再用高壓氣體將熔化或氣化物質(zhì)從切縫中吹走，達(dá)到切割材料的目的。 激光切割，由于是用不可見的光束代替了傳統(tǒng)的機(jī)械刀，激光刀頭的機(jī)械部分與工作無接觸，在工作中不會對工作表面造成劃傷；激光切割速度快，切口光滑平整，一般無需后續(xù)加工；切割熱影響區(qū)小，板材變形小，切縫窄(0.1mm~0.3mm)；切口沒有機(jī)械應(yīng)力，無剪切毛刺；加工精度高，重復(fù)性好，不損傷材料表面；數(shù)控編程，可加工任意的平面圖，可以對幅面很大的整板切割，無需開模具，經(jīng)濟(jì)省時。 就切割精度而言，等離子能達(dá)到1mm以內(nèi)，激光能達(dá)到0.2mm以內(nèi)；在成本上等離子切割機(jī)相對于激光切割機(jī)來說要便宜的多，在加工精度上等離子切割相對于激光切割一個是粗加工，一個是精細(xì)加工! 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。 等離子切割發(fā)展到現(xiàn)在，等離子切割機(jī)可采用的工作氣體(工作氣體是等離子弧的導(dǎo)電介質(zhì)，等離子切割機(jī)又是攜熱體，同時還要排除切口中的熔融金屬)對等離子弧的切割特性以及切割質(zhì)量、速度都有明顯的影響。常用的等離子弧工作氣體有氬、氫、氮、氧、空氣、水蒸氣以及某些混合氣體。 等離子切割機(jī)廣泛運(yùn)用于汽車、機(jī)車、壓力容器、化工機(jī)械、核工業(yè)、通用機(jī)械、工程機(jī)械、鋼結(jié)構(gòu)等各行各業(yè)!

隨著等離子切割技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控等離子切割機(jī)的使用越來越普遍。作為中小厚度板切割下料主要設(shè)備之一，數(shù)控等離子切割機(jī)具有操作簡單、度高、工作效率高、勞動強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于多個行業(yè)，如化工行業(yè)、汽車行業(yè)、機(jī)械行業(yè)、軌道交通行業(yè)等。對于采用傳統(tǒng)切割方式難以切割的材料，可使用數(shù)控等離子切割機(jī)完成；從切割速度上，在切割中小厚度碳鋼板時，數(shù)控等離子切割速度快于傳統(tǒng)的火焰切割速度，同時切割面保持光潔且熱變形情況好；從切割成本上，數(shù)控等離子切割成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于激光切割成本。切割工作臺的優(yōu)化切割機(jī)自帶的切割工作臺有很多塊隔板支撐，如圖1所示，兩隔板間距110mm，切割小件時往往會出現(xiàn)工件掉進(jìn)隔板之間而無法拿出的情況，而且隔板為8mm×190mm×4600mm直平鋼板，由于經(jīng)常切割的原因，下面隔板氧化渣太多，影響正常切割，需經(jīng)常清理或更換。切割工作臺的優(yōu)化方案及實(shí)施情況由于本行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品批次均不固定，為了節(jié)省材料，經(jīng)常采用套料形式（即大料和小料配套排版），如何通過對等離子工作臺的工藝創(chuàng)新等離子切割機(jī)的利用率和切割工作臺的使用壽命，是我們目前需要解決的問題。圖片圖1 數(shù)控等離子切割機(jī)自帶切割臺針對此問題，對現(xiàn)有下料產(chǎn)品進(jìn)行工藝分析并分類，挑選出小切割件，并確定小件尺寸，結(jié)合現(xiàn)場情況設(shè)計(jì)一套新的工作臺，如圖2所示。圖片圖2 數(shù)控等離子切割機(jī)優(yōu)化后工作臺模型圖⑴具體方案。1)該平臺按1500mm×3000mm的尺寸制作，可以多個平臺組合使用；2)平臺外框由4mm板材折成U形件，并組焊成長方形框架結(jié)構(gòu)，確保框架的剛度，以防在吊運(yùn)過程中變形；3)框架內(nèi)部有2～3個由4mm 板折成的V形件，縱向倒扣在框架內(nèi)，在縱梁上開3.5mm寬槽口，便于隔板的插入；4)隔板由1500mm×200mm板制成，將一邊切割成鋸齒形結(jié)構(gòu)。⑵具體實(shí)施過程。1)根據(jù)設(shè)備參數(shù)及所需切割零件的大小，設(shè)計(jì)切割工作臺的長、寬、高和隔板間距；2)根據(jù)設(shè)計(jì)圖制作切割工作臺；3)所有切割工作臺零件均用數(shù)控切割機(jī)一次割出，尺寸，方便隔板的更換；4)切割工作臺框架采用數(shù)控折彎機(jī)進(jìn)行編程折彎，定位尺寸準(zhǔn)確，成形度好；5)組焊切割工作臺框架；6)將隔板插入切割工作臺；7)將切割工作臺放在原有切割工作臺上，切割時將料放在活動切割工作臺上進(jìn)行切割，如圖3所示。圖片圖3 數(shù)控等離子切割機(jī)優(yōu)化后工作臺實(shí)物圖切割過程中路徑優(yōu)化由于板材的熱脹冷縮效應(yīng)，在切割過程中加工件與余料之間會產(chǎn)生相對移動，按加工件重量與余料重量的差別，產(chǎn)生相對移動可分為以下三種情況：⑴當(dāng)加工件重量＞余料重量時，加工件不動，余料相對平臺移動，不影響加工件的尺寸；⑵當(dāng)加工件重量＜余料重量時，加工件相對平臺移動，余料不動，加工件產(chǎn)生一定的偏差；⑶當(dāng)加工件重量與余料重量相當(dāng)時，加工件和余料相對平臺都可能產(chǎn)生移動，影響加工件的尺寸。實(shí)踐表明，加工件或余料相對平臺產(chǎn)生的移動，使加工件產(chǎn)生的尺寸誤差一般在0.3～4mm之間。工件單邊的切割路徑在數(shù)控等離子切割過程中選擇合理的切割工藝，產(chǎn)生的變形量會有不同。在切割圖4所示板材時，若選擇A點(diǎn)為起弧點(diǎn)，切割方向和順序?yàn)椋篈→D→C→B→A（圖4a），當(dāng)完成AD段的切割，加工DC段時，由于DC段余料窄，切割時高溫使DC段余料產(chǎn)生線性伸長，CB段向外偏轉(zhuǎn)，切割后使DC段尺寸縮小δ（圖4b），δ 的大小與DC段的尺寸成正比。如果選擇 A→B→C→D→A的切割順序，工件經(jīng)DA與母板分離，可有效減小切割變形。圖片圖4 工件單邊的切割路徑及變形情況圖片圖5 細(xì)長件切割圖片圖6 細(xì)長件兩件配對切割細(xì)長件的變形控制對于圖5細(xì)長件的切割，若按A→B→C→D→A，當(dāng)切割DA段時，BC段的膨脹可阻止CD 段的膨脹，完成整體切割冷卻后，DA段的收縮量要大于BC段的收縮量，使工件向DA側(cè)彎曲。旁彎量δ的大小取決于加工件的長寬比Y/X，長寬比越大，旁彎量δ就越大。如果采用兩件配對切割，如圖6所示，選擇A點(diǎn)為起弧點(diǎn)，切割方向和順序：A→B→C→D→E→A→F。在完成DE段時，與母板分離相當(dāng)于工件長寬比縮小一半，使旁彎量δ減小，當(dāng)切割A(yù)F段時使工件兩側(cè)膨脹和收縮量相等，細(xì)長件旁彎變形能明顯減小。異形件的切割工藝對于特殊件的切割（圖7），綜合上述的加工方法并針對不同異形件，可選擇下列的切割工藝。圖片圖7 特殊件切割⑴對于凹形件采取兩件配對切割的方法，先切割內(nèi)邊，后切割外邊，由外向內(nèi)使兩件分開。切割順序如圖 8所示，內(nèi)邊：A1→B1→C1→D1→A1；外邊：A→B→C→D→A，E→F、H→G。圖片圖8 凹形件兩件配對切割⑵對于偏置中空件應(yīng)采取兩件配對切割，使兩件分離。切割順序如圖9所示，內(nèi)邊：A1→B1→C1→D1→A1，A2→B2→C2→D2→A2，外邊：A→B→C→D→A， E→F。圖片圖9 偏置中空件兩件配對切割結(jié)論本工藝創(chuàng)新取得的有益效果如下:通過工藝創(chuàng)新,等離子切割機(jī)的利用率大大,工作臺隔板更換方便且更換率降低一半,降低了更換成本。切割小件得到了滿足,目前本工藝創(chuàng)新已廣泛應(yīng)用于鐵路客車鋼結(jié)構(gòu)下料中,每輛車均有很多小件需要切割下料,提高了工效并且節(jié)約了大量成本。使用等離子切割時應(yīng)注意以下問題:分析數(shù)控等離子切割機(jī)切割件變形規(guī)律及影響,在切割前進(jìn)行適當(dāng)?shù)陌宀男Ｆ教幚?合理地進(jìn)行板材固定,防止在切割過程中加工件發(fā)生移動；編制切割程序時,選擇合理的切割工藝,使工件的尺寸面與母板分離；對于切割細(xì)長件或異形件時,用兩件配對切割等控制方法,可有效防止或減小切割件的變形。數(shù)控等離子切割在加工行業(yè)中無論從切割質(zhì)量還是切割效益都優(yōu)于火焰切割,配合不同的工作氣體可切割各種金屬,尤其對有色金屬切割效果更佳。