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重點(diǎn)講解等離子切割機(jī)熱切割操作及使用狀況
本站發(fā)布日期：2013-8-1
近年來(lái)，數(shù)控等離子切割機(jī)熱切割技術(shù)發(fā)展迅速，尤其是等離子切割技術(shù)，在切割炬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、消耗品壽命提高、以及控制方面都取得了很大進(jìn)步，擴(kuò)大了其應(yīng)用面。現(xiàn)在我國(guó)的很多企業(yè)中，既用氣割，又用等離子切割，個(gè)別企業(yè)還用激光切割。在什么條件下用什么切割方法，其道理何在，如何使工作更優(yōu)化，本文就此問(wèn)題綜合分析一下。
一、熱切割法的種類及其應(yīng)用狀況
通常所說(shuō)的熱切割法主要指氣割、等離子切割、激光切割。傳統(tǒng)的氣割是依靠金屬的氧化反應(yīng) 進(jìn)行切割，所以其切割速度受金屬氧化反應(yīng)速度的限制。等離子切割是依靠電能熔化金屬進(jìn)行切割，激光切割是依靠光能熔化金屬進(jìn)行切割，這兩種切割方法只要加 大其切割能量就可提高其切割速度。在氣割領(lǐng)域，除利用氧氣、燃?xì)膺M(jìn)行切割外，最近在德國(guó)研究成功利用液氧、燃?xì)鈱?shí)現(xiàn)高能切割的方法，大幅度提高了切割效率，但是該切割機(jī)價(jià)格昂貴，就連工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家在生產(chǎn)中應(yīng)用也很少。所以談到氣割專指前者，而且特指自動(dòng)氣割機(jī)。在等離子切割領(lǐng)域，根據(jù)等離子氣體的種類不 同，可分成空氣等離子切割、氧氣等離子切割、氬氫等離子切割等�，F(xiàn)在空氣等離子切割機(jī)的切割電流在120A以下，30～70A的手工操作切割機(jī)占多數(shù)。在日本，空氣等離子切割機(jī)與自動(dòng)氣割機(jī)的市場(chǎng)銷售臺(tái)數(shù)已相當(dāng)。
氧氣等離子切割機(jī)主要用于造船廠的厚板切割，其切割電流以350～500A為主。這種切割機(jī)的用戶較少，在日本，年僅制造100多臺(tái)。空氣等離子切割機(jī)由于空氣中氮?dú)獾懈蠲�，直接進(jìn)行埋弧焊時(shí)焊縫中容易產(chǎn)生氮?dú)饪祝鯕獾入x子切割機(jī)則克服了這個(gè)問(wèn)題。氬氫等離子切割機(jī)專門用于切割鋁、厚板不銹鋼，其切割電流以500～1000A為主。
二、等離子切割技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r
發(fā)展等離子切割技術(shù)是為了切割不銹鋼、鋁等材料。但發(fā)展至今，等離子切割技術(shù)已用于切割碳鋼，其主要原因是等離子切割速度快，容易設(shè)定切割條件，更適合自動(dòng)化、無(wú)人化作業(yè)。而氣割的切割過(guò)程需經(jīng)常調(diào)節(jié)火焰，切割速度慢，預(yù)熱時(shí)間限制了切割生產(chǎn)率，相比之下不適合自動(dòng)化、無(wú)人化作業(yè)。
空氣或氧氣等離子切割的技術(shù)關(guān)鍵是切割炬中的消耗品壽命問(wèn)題。由于空氣或氧氣的氧化性，等離子切割炬中的電極、噴嘴必須耐氧化氣氛中的電弧高溫。所以現(xiàn)在的電極采用高熔點(diǎn)的鉿材料，并以特別的加工方法鑲嵌于銅中。噴嘴采用雙層氣流結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是提高了氣流方向性、速度以及離子氣純度、冷卻等，保護(hù)了噴嘴，進(jìn)一步壓縮了電弧。另外為了減小電極消耗，起弧時(shí)切割氣不用純氧氣而用氮?dú)�、氧氣的混合氣，并且采用較小氣流速度，待起弧后切換為氧氣。此外切割過(guò)程中噴嘴與切割材料接觸也將損壞噴嘴，這要在切割炬高度控制上下功夫�？傊F(xiàn)在電極和噴嘴的壽命比過(guò)去有很大提高，相應(yīng)地氧氣等離子切割電流最大已達(dá)到500A。據(jù)介紹，400A氧氣等離子切割，每個(gè)電極可工作3.5h，每個(gè)噴嘴可工作4.8h，比介紹的數(shù)據(jù)有很大的提高。
三、熱切割法的比較分析
1.切割成本
購(gòu)置切割設(shè)備成本依賴于生產(chǎn)量，生產(chǎn)量越大，購(gòu)置設(shè)備的相對(duì)成本就越小。但是切割成本是與生產(chǎn)量成比例的。下圖對(duì)比了氣割、等離子切割、激光切割的切割成本，切割費(fèi)用包括更換部件費(fèi)用、氣體費(fèi)、電費(fèi)、人工費(fèi)。切割成本即單位長(zhǎng)度切割費(fèi)用。
若定型分析切割成本，切割厚板用氣割有利，切割薄板用激光切割或等離子切割有利，而且等離子切割成本總是低于激光切割成本。
激光切割和氣割成本曲線交點(diǎn)的相應(yīng)切割厚度是15～20mm，等離子切割和氣割成本曲線交點(diǎn)的相應(yīng)切割厚度是30～50mm。
2.切割效率
從切割生產(chǎn)率角度講，不但要看其切割最大板厚，而且要看其相應(yīng)切割速度。歸納了3種熱切割法的切割速度與切割板厚的關(guān)系，切割材料為碳鋼。
對(duì)比等離子切割和CO2激光切割的切割效率，50A空氣等離子切割效率相當(dāng)于1。5kW激光切割效率，而70A和150A的前者相當(dāng)于2kW和6kW的 后者。與300A以上的氧氣等離子切割效率相當(dāng)?shù)拇蠊β始す馇懈顧C(jī)還未上市。所以從切割效率看，切割50mm以下的碳鋼時(shí)，等離子切割效率最高，切割 50mm以上的碳鋼時(shí)，液氧氣割的切割效率最高。
3.切割質(zhì)量
在對(duì)比了氣割、等離子切割、激光切割的切割面粗糙度、切割精度、切割縫寬度、熱影響區(qū)大小，這些因素代表了切割質(zhì)量。只要正確選擇切割方法和切割條件，切割面上邊緣變圓和下邊緣粘渣現(xiàn)象就可克服，所以這兩項(xiàng)未列入表中。
就切割面粗糙度而言，一般等離子切割最優(yōu)。只要特別注意，激光切割也不遜色于等離子切割。
就切割精度和切割縫寬度而言，激光切割最優(yōu)。若能保證裝有切割炬的行走機(jī)構(gòu)的精度和運(yùn)動(dòng)特性，氣割、等離子切割的精度是可以保證的。
切割產(chǎn)生的熱影響區(qū)的寬度、變形與切割速度有很大關(guān)系，氣割的切割速度慢，熱影響區(qū)寬，變形也大。一般切割縫越窄，切割速度越快，輸入被切割材料的熱量就越小，切割產(chǎn)生的變形就小。經(jīng)試驗(yàn)與比較分析的結(jié)果是，激光切割的變形最小，等離子切割的變形次之，氣割的變形最大。
武漢海辰機(jī)電工程有限公司主要經(jīng)營(yíng)代理美國(guó)Hypertherm公司的產(chǎn)品，我們可以向切割機(jī)制造商和用戶提供世界著名品牌Hypertherm的等離子電源、數(shù)控控制器、弧壓高度控制器和電容調(diào)高器以及原裝進(jìn)口的海寶易損件，同時(shí)承接各種 數(shù)控切割機(jī)、激光切割機(jī)的維護(hù)以及改造.歡迎廣大用戶來(lái)電咨詢：24小時(shí)服務(wù)熱線 18271806227 QQ：921803200 www.dealnewa.com
一、熱切割法的種類及其應(yīng)用狀況
通常所說(shuō)的熱切割法主要指氣割、等離子切割、激光切割。傳統(tǒng)的氣割是依靠金屬的氧化反應(yīng) 進(jìn)行切割，所以其切割速度受金屬氧化反應(yīng)速度的限制。等離子切割是依靠電能熔化金屬進(jìn)行切割，激光切割是依靠光能熔化金屬進(jìn)行切割，這兩種切割方法只要加 大其切割能量就可提高其切割速度。在氣割領(lǐng)域，除利用氧氣、燃?xì)膺M(jìn)行切割外，最近在德國(guó)研究成功利用液氧、燃?xì)鈱?shí)現(xiàn)高能切割的方法，大幅度提高了切割效率，但是該切割機(jī)價(jià)格昂貴，就連工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家在生產(chǎn)中應(yīng)用也很少。所以談到氣割專指前者，而且特指自動(dòng)氣割機(jī)。在等離子切割領(lǐng)域，根據(jù)等離子氣體的種類不 同，可分成空氣等離子切割、氧氣等離子切割、氬氫等離子切割等�，F(xiàn)在空氣等離子切割機(jī)的切割電流在120A以下，30～70A的手工操作切割機(jī)占多數(shù)。在日本，空氣等離子切割機(jī)與自動(dòng)氣割機(jī)的市場(chǎng)銷售臺(tái)數(shù)已相當(dāng)。
氧氣等離子切割機(jī)主要用于造船廠的厚板切割，其切割電流以350～500A為主。這種切割機(jī)的用戶較少，在日本，年僅制造100多臺(tái)。空氣等離子切割機(jī)由于空氣中氮?dú)獾懈蠲�，直接進(jìn)行埋弧焊時(shí)焊縫中容易產(chǎn)生氮?dú)饪祝鯕獾入x子切割機(jī)則克服了這個(gè)問(wèn)題。氬氫等離子切割機(jī)專門用于切割鋁、厚板不銹鋼，其切割電流以500～1000A為主。
二、等離子切割技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r
發(fā)展等離子切割技術(shù)是為了切割不銹鋼、鋁等材料。但發(fā)展至今，等離子切割技術(shù)已用于切割碳鋼，其主要原因是等離子切割速度快，容易設(shè)定切割條件，更適合自動(dòng)化、無(wú)人化作業(yè)。而氣割的切割過(guò)程需經(jīng)常調(diào)節(jié)火焰，切割速度慢，預(yù)熱時(shí)間限制了切割生產(chǎn)率，相比之下不適合自動(dòng)化、無(wú)人化作業(yè)。
空氣或氧氣等離子切割的技術(shù)關(guān)鍵是切割炬中的消耗品壽命問(wèn)題。由于空氣或氧氣的氧化性，等離子切割炬中的電極、噴嘴必須耐氧化氣氛中的電弧高溫。所以現(xiàn)在的電極采用高熔點(diǎn)的鉿材料，并以特別的加工方法鑲嵌于銅中。噴嘴采用雙層氣流結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是提高了氣流方向性、速度以及離子氣純度、冷卻等，保護(hù)了噴嘴，進(jìn)一步壓縮了電弧。另外為了減小電極消耗，起弧時(shí)切割氣不用純氧氣而用氮?dú)�、氧氣的混合氣，并且采用較小氣流速度，待起弧后切換為氧氣。此外切割過(guò)程中噴嘴與切割材料接觸也將損壞噴嘴，這要在切割炬高度控制上下功夫�？傊F(xiàn)在電極和噴嘴的壽命比過(guò)去有很大提高，相應(yīng)地氧氣等離子切割電流最大已達(dá)到500A。據(jù)介紹，400A氧氣等離子切割，每個(gè)電極可工作3.5h，每個(gè)噴嘴可工作4.8h，比介紹的數(shù)據(jù)有很大的提高。
三、熱切割法的比較分析
1.切割成本
購(gòu)置切割設(shè)備成本依賴于生產(chǎn)量，生產(chǎn)量越大，購(gòu)置設(shè)備的相對(duì)成本就越小。但是切割成本是與生產(chǎn)量成比例的。下圖對(duì)比了氣割、等離子切割、激光切割的切割成本，切割費(fèi)用包括更換部件費(fèi)用、氣體費(fèi)、電費(fèi)、人工費(fèi)。切割成本即單位長(zhǎng)度切割費(fèi)用。
若定型分析切割成本，切割厚板用氣割有利，切割薄板用激光切割或等離子切割有利，而且等離子切割成本總是低于激光切割成本。
激光切割和氣割成本曲線交點(diǎn)的相應(yīng)切割厚度是15～20mm，等離子切割和氣割成本曲線交點(diǎn)的相應(yīng)切割厚度是30～50mm。
2.切割效率
從切割生產(chǎn)率角度講，不但要看其切割最大板厚，而且要看其相應(yīng)切割速度。歸納了3種熱切割法的切割速度與切割板厚的關(guān)系，切割材料為碳鋼。
對(duì)比等離子切割和CO2激光切割的切割效率，50A空氣等離子切割效率相當(dāng)于1。5kW激光切割效率，而70A和150A的前者相當(dāng)于2kW和6kW的 后者。與300A以上的氧氣等離子切割效率相當(dāng)?shù)拇蠊β始す馇懈顧C(jī)還未上市。所以從切割效率看，切割50mm以下的碳鋼時(shí)，等離子切割效率最高，切割 50mm以上的碳鋼時(shí)，液氧氣割的切割效率最高。
3.切割質(zhì)量
在對(duì)比了氣割、等離子切割、激光切割的切割面粗糙度、切割精度、切割縫寬度、熱影響區(qū)大小，這些因素代表了切割質(zhì)量。只要正確選擇切割方法和切割條件，切割面上邊緣變圓和下邊緣粘渣現(xiàn)象就可克服，所以這兩項(xiàng)未列入表中。
就切割面粗糙度而言，一般等離子切割最優(yōu)。只要特別注意，激光切割也不遜色于等離子切割。
就切割精度和切割縫寬度而言，激光切割最優(yōu)。若能保證裝有切割炬的行走機(jī)構(gòu)的精度和運(yùn)動(dòng)特性，氣割、等離子切割的精度是可以保證的。
切割產(chǎn)生的熱影響區(qū)的寬度、變形與切割速度有很大關(guān)系，氣割的切割速度慢，熱影響區(qū)寬，變形也大。一般切割縫越窄，切割速度越快，輸入被切割材料的熱量就越小，切割產(chǎn)生的變形就小。經(jīng)試驗(yàn)與比較分析的結(jié)果是，激光切割的變形最小，等離子切割的變形次之，氣割的變形最大。
武漢海辰機(jī)電工程有限公司主要經(jīng)營(yíng)代理美國(guó)Hypertherm公司的產(chǎn)品，我們可以向切割機(jī)制造商和用戶提供世界著名品牌Hypertherm的等離子電源、數(shù)控控制器、弧壓高度控制器和電容調(diào)高器以及原裝進(jìn)口的海寶易損件，同時(shí)承接各種 數(shù)控切割機(jī)、激光切割機(jī)的維護(hù)以及改造.歡迎廣大用戶來(lái)電咨詢：24小時(shí)服務(wù)熱線 18271806227 QQ：921803200 www.dealnewa.com