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華宇誠數(shù)控科技(重慶市巫溪縣分公司)是專業(yè)生產(chǎn)各種【光纖激光切割機(jī)床】等專業(yè)性的企業(yè)。 經(jīng)過數(shù)年來的不懈努力,廠家擁有了強(qiáng)大的【光纖激光切割機(jī)床】生產(chǎn)開發(fā)技術(shù)隊(duì)伍,并以優(yōu)質(zhì)的【光纖激光切割機(jī)床】產(chǎn)品和誠信的服務(wù)贏得了用戶的好評(píng),在國內(nèi)眾多【光纖激光切割機(jī)床】中脫穎而出。



等離子切割技術(shù)是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(shí)用高氣流將已熔化的金屬吹走、形成狹窄切縫。在傳統(tǒng)的數(shù)控等離子切割機(jī)加工方式上,有70%以上的用戶所接觸和了解的都僅僅只是空氣等離子切割工藝,當(dāng)然,這也是由于空氣等離子切割所具有的成本優(yōu)勢(shì)使得國內(nèi)大多數(shù)用戶企業(yè)難以接觸更為的等離子切割技術(shù)。以嘉倍德科技迅鋒系列數(shù)控等離子切割機(jī)為代表的品牌設(shè)備制造商來看,數(shù)控等離子切割機(jī)在技術(shù)方面是集等離子切割技術(shù)、逆變電源技術(shù)、數(shù)控技術(shù)于一體建立在計(jì)算機(jī)控制、等離子弧特性研究、電力電子等學(xué)科共同進(jìn)步基礎(chǔ)之上的機(jī)械設(shè)備。等離子切割加工技術(shù)應(yīng)用目前已在相關(guān)行業(yè)中得到廣泛普及,從切割原理來說,不同類型的等離子切割機(jī)設(shè)備之間并無太大區(qū)別,之所以導(dǎo)致出現(xiàn)切割加工質(zhì)量的差異,一方面取決于不同種類等離子切割機(jī)設(shè)備自身的質(zhì)量及運(yùn)行精度,另一方面則表現(xiàn)在選購的等離子切割機(jī)電源。以數(shù)控等離子切割機(jī)為例,在使用過程中因所選用的電源不同,其切割效果有普通與精細(xì)之分,加上設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的不同,綜合反映在切割質(zhì)量區(qū)別相對(duì)明顯,這里武漢嘉倍德科技將為大家簡要比較一下兩類等離子切割機(jī)設(shè)備的區(qū)別。1. 類激光精細(xì)數(shù)控等離子切割機(jī)精細(xì)等離子弧電流密度很高,通常是普通等離子弧電流密度的數(shù)倍,由于引進(jìn)了諸如旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)等技術(shù),其電弧的穩(wěn)定性也得以提高,因此,其切割精度相當(dāng)高。國產(chǎn)的Rapier精細(xì)等離子切割表面質(zhì)量已達(dá)激光切割的下限,成本遠(yuǎn)低于激光切割。精細(xì)等離子目前較普通機(jī)用等離子價(jià)格要高很多,但是比激光切割機(jī)還是要便宜,而且精度也是激光切割機(jī)的下線,目前進(jìn)口類代表主要有德國凱爾貝類激光精細(xì)等離子電源,美國飛馬特精細(xì)等離子電源,美國海寶精細(xì)等離子電源,美國凱博精細(xì)等離子電源,國產(chǎn)類代表Rapier精細(xì)等離子切割電源。2. 空氣數(shù)控等離子切割機(jī)根據(jù)所使用的主要工作氣體,主要分為氬等離子弧切割、氧等離子弧切割和空氣等離子弧切割等幾類。切割電流一般在100A以下,切割厚度小于30mm。其價(jià)格較精細(xì)等離子電源價(jià)格要便宜,但是切割是的工件坡口度,毛刺和掛渣要多一些,客戶購買時(shí)要了解自己加長的范圍及精度要求,進(jìn)口類主要代表有美國飛馬通機(jī)用等離子電源,美國海寶普通機(jī)用等離子電源。




數(shù)控等離子切割機(jī)的加工質(zhì)量對(duì)于企業(yè)生產(chǎn)具有十分重要的意義,在目前等離子切割所應(yīng)用的多個(gè)領(lǐng)域中,對(duì)于精度及坡口斜度的改進(jìn)將為企業(yè)的二次加工帶來顯著效益,今天,我們專門找來影響等離子切割質(zhì)量的五項(xiàng)重要因素,為方便用戶深入了解這五大參量對(duì)于數(shù)控等離子切割機(jī)加工質(zhì)量的改進(jìn)與實(shí)際操作,下面我們將分別予以介紹。一、數(shù)控等離子切割機(jī)工作氣體數(shù)控等離子切割機(jī)工作氣體與流量是影響切割質(zhì)量效果的一項(xiàng)主要參數(shù),目前所普遍采用空氣等離子切割只為眾多工作氣體中的一類,概因使用成本相對(duì)較低而得到廣泛普及,但從加工效果來說的確有所欠缺,我們所指的數(shù)控等離子切割機(jī)工作氣體包括切割氣體和協(xié)助氣體,有些設(shè)備還要求起弧氣體,通常要根據(jù)切割材料的種類,厚度和切割方法來選擇合適的工作氣體。切割氣體既要保證等離子射流的形成,又要保證去掉切口中的熔融金屬和氧化物。過大的氣體流量會(huì)帶走更多的電弧熱量,使得射流的長度變短,導(dǎo)致切割能力下降和電弧不穩(wěn);過小的氣體流量則使等離子弧失去應(yīng)有的挺直度而使切割的深變淺,同時(shí)也容易產(chǎn)生掛渣;所以氣體流量一定要與切割電流和速度很好的配合。現(xiàn)在的等離子弧切割機(jī)大多靠氣體壓力來控制流量,因?yàn)楫?dāng)割炬孔徑一定時(shí),控制了氣體壓力也就控制了流量。切割一定板厚材料所使用的氣體壓力通常要按照客戶提供的數(shù)據(jù)選擇,若有其它的特殊應(yīng)用時(shí),氣體壓力需要通過實(shí)際切割試驗(yàn)來確定。常用的工作氣體有:氬氣、氮?dú)?、氧氣、空氣以及H35、氬-氮混合氣體等。1.空氣中含有體積分?jǐn)?shù)約78%的氮?dú)?,所以利用空氣切割所形成的掛渣情況與用氮?dú)馇懈顣r(shí)很想像;空氣中還含有體積分?jǐn)?shù)約21%的氧氣,因?yàn)檠醯拇嬖冢每諝獾那懈畹吞间摬牧系乃俣纫埠芨?;同時(shí)空氣也是很經(jīng)濟(jì)的工作氣體。但單獨(dú)使用空氣切割時(shí),會(huì)有掛渣以及切口氧化、增氮等問題,而且電極和噴嘴的壽命較低也會(huì)影響工作效率和切割成本。2.氧氣可以提高切割低碳鋼材料的速度。使用氧氣進(jìn)行切割時(shí),切割模式與火焰切割很想像,高溫高能的等離子弧使得切割速度更快,但是必須配合使用抗高溫氧化的電極,同時(shí)對(duì)電極進(jìn)行起弧時(shí)的防沖擊保護(hù),以延長電極的壽命。3.氫氣通常是作為協(xié)助氣體與其它氣體混和作用,氣體H35(氫氣的體積分?jǐn)?shù)為35%,其余為氬氣)是等離子弧切割能力好的氣體之一,這主要得利于氫氣。由于氫氣能顯著提高電弧電壓,使氫等離子射流有很高的焓值,當(dāng)與氬氣混合使用時(shí),其等離子射流的切割能力大大提高。一般對(duì)厚度70mm以上的金屬材料,常用氬+氫作為切割氣體。若使用水射流對(duì)氬+氫氣等離子弧進(jìn)一步壓縮,還可獲得更高的切割效率。4.氮?dú)馐且环N常用的工作氣體,在有較高電源電壓的條件下,氮?dú)獾入x子弧有較好的穩(wěn)定性和比氬氣更高的射流能力,即使是切割液態(tài)金屬粘度大的材料如不銹鋼和鎳基合金時(shí),切口下緣的掛渣量也很少。氮?dú)饪梢詥为?dú)使用,也可以同其它氣體混和使用,如自動(dòng)化切割時(shí)經(jīng)常使用氮?dú)饣蚩諝庾鳛楣ぷ鳉怏w,這兩種氣體已經(jīng)成為高速切割碳素鋼的標(biāo)準(zhǔn)氣體。有時(shí)氮?dú)膺€被用作氧等離子弧切割時(shí)的起弧氣體。5.氬氣在高溫時(shí)幾乎不與任何金屬發(fā)生反應(yīng),氬氣等離子弧很穩(wěn)定。而且所使用的噴嘴與電極有較高的使用壽命。但氬氣等離子弧的電壓較低,焓值不高,切割能力有限,與空氣切割相比其切割的厚度大約會(huì)降低25%。另外,在氬氣保護(hù)環(huán)境中,熔化金屬的表面張力較大,要比在氮?dú)猸h(huán)境下高出約30%,所以會(huì)有較多的掛渣問題。即使使用氬和其它氣體的混合氣切割也會(huì)有粘渣傾向。因此,現(xiàn)已很少單獨(dú)使用純氬氣進(jìn)行等離子切割。



數(shù)控等離子切割是集數(shù)控、等離子和逆變電源技術(shù)于一體的高新技術(shù),相對(duì)數(shù)控火焰切割具有切割速度快、效率高、切割面質(zhì)量好、切割尺寸、工件熱變形小等優(yōu)點(diǎn),在鐵路、船舶、航空和機(jī)械制造等制造業(yè)中得到廣范應(yīng)用。目前,制備車間有兩臺(tái)數(shù)控等離子切割設(shè)備,主要用于長大配件、形狀復(fù)雜的異形工件的切割下料,尤其是在當(dāng)前公司小批量多品種訂單較多的生產(chǎn)形勢(shì)下,數(shù)控等離子切割的優(yōu)勢(shì)愈加明顯。本文主要針對(duì)數(shù)控切割過程中出現(xiàn)的常見質(zhì)量問題進(jìn)行原因分析,并提出了解決和控制措施。1.數(shù)控等離子切割的工作原理數(shù)控等離子切割是以高溫、高速的等離子弧為熱源,以壓縮氣體為工作介質(zhì) , 通過被壓縮氣體電離形成高溫、高速的等離子電弧 , 將被切割的金屬或非金屬局部熔化(或蒸發(fā)),同時(shí)用高速、高壓氣流將已熔化的金屬或非金屬“吹離”基體而形成狹窄而光潔切口的一個(gè)過程,如圖1所示。圖片圖 1 數(shù)控等離子切割示意2.影響數(shù)控等離子切割的因素分析與控制措施數(shù)控等離子切割常見的質(zhì)量缺陷有:穿孔缺陷、切割變形、熔渣、斷面傾斜以及波紋等。而在實(shí)際生產(chǎn)中影響切割質(zhì)量的因素主要有:切割程序代碼、原材料平面度及內(nèi)應(yīng)力、起收弧缺陷、切割速度、切割順序、弧壓高度等,這些因素控制不當(dāng)都會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量缺陷,因此如何采取控制措施質(zhì)量缺陷是我們需要解決的主要問題。(1)切割程序代碼 數(shù)控等離子切割是通用數(shù)控程序代碼來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品加工的,因此程序代碼的正確與否,直接影響產(chǎn)品切割質(zhì)量。在車間以往的切割生產(chǎn)中,曾發(fā)生過因程序代碼錯(cuò)誤和錯(cuò)誤調(diào)用產(chǎn)生的質(zhì)量問題??刂拼胧航鉀Q這一問題就要從源頭上加以控制,一是增加數(shù)控程序的校核過程,確保切割代碼正確性;二是建立程序和圖紙的資源庫,減少因多次編制造成的錯(cuò)誤概率增加;三是對(duì)程序進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào),規(guī)范管理,如:利用物料代碼的性對(duì)程序進(jìn)行編碼,可以避免因程序調(diào)用錯(cuò)誤產(chǎn)生質(zhì)量問題。(2)原材料的不平度和內(nèi)應(yīng)力 原材料的不平度和內(nèi)在應(yīng)力,對(duì)切割質(zhì)量的影響非常大。目前車間使用的大部分原材料在切割前都要經(jīng)過預(yù)處理線拋丸除銹和底漆噴涂,尤其是2~8mm的卷板,在經(jīng)過拋丸處理以后,內(nèi)部應(yīng)力分布不均勻,板材會(huì)產(chǎn)生不同程度的變形,影響數(shù)控等離子切割的尺寸精度。控制措施:針對(duì)原材料不平度和內(nèi)應(yīng)力,可以在切割前,對(duì)原材料增加一道校平工序,進(jìn)一步釋放板材內(nèi)在應(yīng)力,一般將板材的平面度控制在≤2mm/m2,能夠有效保證切割產(chǎn)品質(zhì)量。(3)起收弧缺陷 起收弧缺陷是等離子切割件中常見的切割缺陷。起弧缺陷一般是由板料不平、工件切割過程中發(fā)生變形或位移,起弧線、補(bǔ)償值設(shè)置不合理等原因造成的。由于板料不平,工件和母板脫離時(shí)會(huì)向下掉落,掉落瞬間會(huì)被等離子流灼傷,造成起弧缺陷??刂拼胧焊鶕?jù)實(shí)際情況設(shè)置提前收弧時(shí)間,使工件掉落時(shí)剛好?;』蛘咴诰幊虝r(shí)去掉引出線。另外對(duì)于工件切割過程中發(fā)生變形或位移,產(chǎn)生的起收弧微小缺陷可以通過設(shè)置四分之一圓弧的起收弧線來彌補(bǔ)。(4)切割速度 切割速度主要是影響切割斷面的斜度和波紋。切割速度加快會(huì)導(dǎo)致切口斜度變大,過快會(huì)在切口處出現(xiàn)波紋和毛刺,甚至?xí)o法切透或斷弧。切割速度過慢也會(huì)出現(xiàn)毛刺,并會(huì)使切縫變寬,影響工件尺寸與質(zhì)量,降低了切割效率。控制措施:數(shù)控等離子切割不同厚度的鋼板時(shí),需選擇不同型號(hào)割嘴和耗材,同時(shí)也對(duì)應(yīng)著不同的切割速度和切割參數(shù)設(shè)置。附表是本人針對(duì)精細(xì)等離子切割機(jī)整理的常用板材選擇割嘴和切割速度。精細(xì)等離子常用板材切割速度圖片(5)切割順序 切割順序的選擇對(duì)于保證切割質(zhì)量也非常關(guān)鍵。尤其是在多種配件數(shù)控套裁下料時(shí),切割順序的選擇將影響整張板材的成品率。在車間D11配件生產(chǎn)中,就出現(xiàn)了因切割順序選擇不當(dāng)造成母材變形產(chǎn)生位移,使后續(xù)產(chǎn)品無法完成切割情況。控制措施:切割順序選擇應(yīng)遵循先內(nèi)后外,先小后大的原則;即先切割工件內(nèi)輪廓,后切割外輪廓;先切割母材中面積小的零件,后切割大尺寸的零件,可使尺寸大的零件周邊的材料質(zhì)量變輕,有利于減小大尺寸零件切割時(shí)產(chǎn)生的熱變形偏差;此外,在能保證的切割質(zhì)量的前提下,應(yīng)盡量選擇近的切割路線。(6)弧壓高度控制 弧壓高度是指在切割過程中等離子割炬與工件表面的高度距離,弧壓的高度主要會(huì)影響工件切口的斷面質(zhì)量,因此弧壓控制也很重要,控制不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致斷弧或熔切不透??刂拼胧涸趯?shí)際切割過程中 ,調(diào)整割炬高度與電弧壓力:割炬高度一般應(yīng)在 3~6mm 之間,根據(jù)實(shí)際板厚與板料的不平度情況微調(diào)割炬高度與電弧壓力,在其他因素不變的情況下可減小切口的斜度,改善切口質(zhì)量,減少斷弧率,達(dá)到更加理想的效果。、3.結(jié)語綜上所述,根據(jù)數(shù)控等離子切割工藝的特點(diǎn)和規(guī)律,通過采取得當(dāng)措施就可減少切割缺陷、控制切割質(zhì)量??傊?,數(shù)控等離子切割機(jī)的切割質(zhì)量控制除了以上提到的因素外還有其它影響因素,需要我們?cè)趯?shí)際操作中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)并不斷改進(jìn)。隨著數(shù)控技術(shù)自動(dòng)化、柔性化、集成化、高速化的發(fā)展,我們相信數(shù)控切割技術(shù)的應(yīng)用會(huì)越來越廣泛,而數(shù)控等離子切割技術(shù)也將會(huì)越來越完美。


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