华飞数控服务热线:0531-61315288

华飞数控服务热线:0531-61315288

当前位置 : 首页 > 新闻资讯 > 常见问题

等离子弧切割的质量控制措施

时间 :2020.11.07

发布人 :数控切割机变位机

等离子弧切割的质量控制措施(图1)

等离子孤切口的表面质量介于氧气乙炔切割和带锯切割之间,与机械切割相比,等离子弧切割公差偏大。当板厚在100mm以上时,因较低的切割速度而熔化较多的金属,往往形成粗糙切口。

良好切口的标准是:宽度要窄,切口横断面呈矩形,切口表面光洁,无熔渣或挂渣,切口表面硬度应不妨碍切割后的机加工。

1.切口宽度和平面度

切口宽度是指由切割束流造成的两个切割面在切口上缘的距离。在切口上缘熔化的情况下,指紧靠熔化层下两切割面的距离。

等离子弧往往自切口的上部较下部切去较多的金属,使切口端面稍微倾斜,上部边缘一般呈方形,但有时稍呈圆形。等离子弧切割的切口宽度比氧气乙炔切割的切口宽度宽1.5~2.0倍,随板厚增加,切口宽度也增加。对板厚在25mm以下的不锈钢或铝,可用小电流等离子弧切割,切口的平直度较高,特别是切割厚度8mm以下的板材,可以切出小的棱角,甚至不需加工就可直接进行焊接,这是大电流等离子弧切割难以得到的。这为薄板不规则曲线下料和切割非规则孔提供了方便。

切割面平面度是指所测部位切割面上的最高点和最低点、按切割面倾角方向所作两条平行线的间距。

等离子弧切口表面存在约0.25~3.80mm厚的熔化层,但其化学成分没有改变。如切割含w(Mg)5%的铝合金时,虽有0.25mm厚的熔化层,但成分未变,也未出现氧化物。若用切割表面直接进行焊接也可以得到致密的焊缝。切割不锈钢时,由于受热区很快通过649℃的临界温度,碳化铬不会沿晶界析出。因此,用等离子弧切割不锈钢不会影响其耐腐蚀性。

2.切口熔瘤消除方法

在切割面上形成的宽度、深度及形状不规则的缺口,使均匀的切割面产生中断。切割后附在切割面下缘的氧化铁熔渣称为挂渣。

以不锈钢为例,由于不锈钢熔化金属流动性差,在切割过程中不容易把熔化金属全部从切口吹掉。不锈钢导热性差,切口底部容易过热,这样切口内残留下未被吹掉的熔化金属,与切口下部熔合成一体,冷却凝固后形成所谓的熔瘤或挂渣。不锈钢的韧性好,这些熔瘤十分坚韧,不容易去除,给机械加工带来很大困难。因此,去除不锈钢等离子弧切割的熔瘤是一个较关键的问题。

在切割铜、铝及其合金时,由于其导热性好,切口底部不易和熔化金属重新熔合。这些熔瘤虽“挂”在切口下面,但很容易去除。采用等离子弧切割工艺时,去除熔瘤的具体措施如下:

(1)保证钨极与喷嘴的同心度。钨极与喷嘴的对中不好,会导致气体和电弧的对称性被破坏,使等离子弧不能很好地压缩或产生弧偏吹,切割能力下降,切口不对称,引起熔瘤增多,严重时引起双弧,使切割过程不能顺利进行。

(2)保证等离子弧有足够功率。等离子弧功率提高,即等离子弧能量增加,弧柱拉长,使切割过程中熔化金属的温度提高和流动性好,这时在高速气流吹力的作用下,熔化金属很容易吹掉,增加弧柱功率可提高切割速度和切割过程的稳定性,使得有可能采用更大的气流量来增加气流的吹力,这对消除切口熔瘤十分有利。

(3)选择合适的气体流量和切割速度。气体流量过小吹力不够,容易产生熔瘤。当其他条件不变时,随着气体流量增加,切口质量得到提高,可获得无熔瘤的切口,但过大的气体流量将导致等离子弧变短,使等离子弧对工件下部的熔化能力变差,割缝后拖量增大,切口呈V形,反而又容易形成熔瘤。

3.避免产生双弧

转移型等离子弧的双弧现象的产生与具体的工艺条件有关。等离子弧切割中,双弧的存在必然导致喷嘴的迅速烧损,轻者改变喷嘴孔道的几何形状,破坏电弧的稳定条件,影响切割质量;重者使喷嘴被烧损而漏水,迫使切割过程中断。为此,等离子弧切割与等离子弧焊接一样,必须从影响双弧形成的因素着手避免双弧的出现。

4.大厚度切割质量

生产中已能采用等离子弧切割厚度100~200mm 的不锈钢,为保证大厚度板的切割质量,应注意以下工艺特点。

(1)随切割厚度的增加,需熔化的金属量也增加,因此所要求的等离子弧功率比较大。切割厚度80mm以上的板材时,等离子弧功率为50~100kW。为了减少喷嘴与钨极的烧损,在相同功率时,以提高等离子弧的切割电压为宜。为此,要求切割电源的空载电压在220V以上。

(2)要求等离子弧呈细长形,挺度好,弧柱维持高温度的距离要长。即轴向温度梯度要小,弧柱上温度分布均匀。这样,切口底部能得到足够的热量保证割透。如果再采用热焓值较大、热传导率高的氮、氢混合气体效果更好。

(3)转弧时,由于有大的电流突变,往往会引起转弧过程中电弧中断、喷嘴烧坏等现象,因此要求设备采用电流递增转弧或分级转弧的办法。一般可在切割回路中串入限流电阻(约0.4Ω),以降低转弧时的电流值,然后再把电阻短路掉。

(4)切割开始时要预热,预热时间根据被切割材料的性能和厚度确定。对于不锈钢,当工件厚度为200mm时,需预热8~20s;当工件厚度为50mm 时,需预热2.5~3.5s。大厚度工件切割开始后,要等到沿工件厚度方向都割透后再移动割炬,实现连续切割,否则工件将切割不透。收尾时要待完全割开后才断弧。

 


top

博评网