文档介绍：提高等离子切割机切割质量方法
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等离子切割是利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属局部熔化和蒸发,并借助高速等离子的动量排除熔融金属以形成切口的一种加工方法。因其不是依靠氧化反应,而是靠熔化来切割材料,其适用范围比氧切割大得多,几乎能切割所有的金属、非金属、多层及复合材料,其切口窄,切割面质量好,切割速度快,切割厚度可达 160 mm,而且由于等离子弧高温、高速的特点,在切割薄板时也不会变形。特别是在切割不锈钢、钛合金以及有色金属材料领域时,能达到较好的切割质量,因此等离子切割广泛运用于汽车、压力容器、化工机械、核工业、通用机械、工程机械、钢结构等行业。
1、等离子切割机切割原理
等离子切割机是将混合气体通过高频电弧,使一些气体“分解”或离子化,成为基本的原子粒子,从而产生“等离子”。当电弧跳跃到工件上时,高压气体把等离子从割炬烧嘴吹出,出口速度为 800~1 000 m/s(约 3 马赫)。等离子弧柱的温度极高,可达10 000 ℃~30 000 ℃,远远超过了所有金属或非金属材料的熔点,从而使被切割工件快速熔化,熔化的
金属由喷出的高压气流吹走。因此,需要使用排烟和除渣设备。等离子切割配合不同的工作气体可以切割各种氧气切割难以切
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割的金属,尤其是对于有色金属(不锈钢、铝、铜、钛、镍)切割效果更佳;其主要优点在于切割厚度不大的金属材料时,等离子切割速度快,尤其在切割普通碳素钢薄板时,速度可达氧切割的 5~6 倍、切割面光洁、热变形小、几乎没有
热影响区。
等离子切割发展到现在,可采用的工作气体(工作气体是等离子弧的导电介质,又是携热体,同时还要排除切口中的熔融金属)对等离子弧的切割特性以及切割质量、速度都有显著的影响。常用的等离子弧工作气体有氩、氢、氮、氧、空气、水蒸气以及某些混合气体。
2、等离子弧切割的质量评价标准
(1)切口宽度。它是评价切割机切割质量的最重要特征之一,也是反映切割机所能切割最小圆的半径尺寸。它是以切口最宽处的尺寸来计量的,大部分等离子切割机的切口宽度为 ~ mm。造成的影响:a. 过宽的切口不仅会浪费材料,也会降低切割速度和增大能耗;b. 切口宽度主要与喷嘴孔径有关,一般切口宽度总要比喷嘴孔径大 10%~40%;c. 当切割厚度增加时,往往需要使用更大的喷嘴孔径,切口也将随之加宽;d. 切口宽度增加,会增大割件的变形量。
(2)表面粗糙度。它是用来描述切口表面的外观,确定切割后是否需要再加工的标准,也是测量切口深度 2/3 处横断面上的 Ra
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值。由于切割气流的作用在切割前进方向上产生纵向振动的结果,主要形成切割波纹。一般要求氧乙炔法切割后的表面粗糙度:1 级 Ra≤
30μm,2 级 Ra≤50μm,3 级 Ra≤100μ m。等离子弧切割的切口 Ra值通常超过火焰切割的水平,但是低于激光切口 Ra值(小于 50μ m)。
(3)切口棱边方形度。它也是反映切割质量的重要参数,关系到切割后所需要再加工程度。该指标常用垂直度 U 或角度公差来表示。一般等离子弧切割时其 U 值与板厚、工艺参数关系密切,通常 U≤(1%~4%)δ(δ为板厚)。
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