5等離子切割工藝詳解

1、數(shù)控?cái)?shù)控-飛馬特飛馬特等離子等離子切割工藝要求Slide 22022年4月13日星期三切割切割圖圖表表Mild Steel100AO2 Plasma / Air ShieldShield Cup Shield Cap Shield Gas Distributor Tip Plasma Gas Distributor Electrode Cartridge 22-1016 22-1027 22-1272 22-1153 22-1041 22-1171 22-1020 100A Mild Steel XTL O2/Air 材料厚度材料厚度 預(yù)預(yù)流氣流氣壓壓力力 (Air) 等離子流量等離子流量壓壓

2、力力 (O2) 保保護(hù)護(hù)氣流量氣流量壓壓力力 (Air) 弧弧壓壓 切割高度切割高度 切割速度切割速度 穿孔高度穿孔高度 穿孔延穿孔延時(shí)間時(shí)間 切切縫寬縫寬度度(mm) (Bar) Ball (Bar) Ball (Bar) Volts (mm) (mm/min) (mm) (sec) (mm) 4 2.8 55 8.3 80 8.3 39 2.0 6120 5.1 0.2 1.7 5 2.8 55 8.3 80 8.3 140 2.3 4670 5.1 0.2 1.8 6 2.8 55 8.3 80 8.3 141 2.5 4030 5.1 0.3 1.9 8 2.8 55 8.3 80 8

3、.3 142 2.7 3080 5.7 0.4 2.1 10 2.8 55 8.3 80 8.3 144 2.8 2300 6.5 0.4 2.2 12 2.8 55 8.3 80 8.3 146 3.0 1800 7.3 0.6 2.4 15 2.8 55 8.3 80 8.3 148 3.1 1370 8.5 0.7 2.5 20 2.8 55 8.3 80 8.3 157 3.8 640 邊 緣 起 弧 3.2Slide 32022年4月13日星期三數(shù)控等離子機(jī)切割工藝參數(shù)數(shù)控等離子機(jī)切割工藝參數(shù) 切割電流切割電流 切割速度切割速度 電弧電壓電弧電壓 工作氣體工作氣體 氣壓與流量氣壓與流

4、量 切割高度切割高度 切割功率密度切割功率密度 Slide 42022年4月13日星期三切割電流 它是最重要的切割工藝參數(shù)，直接決定了它是最重要的切割工藝參數(shù)，直接決定了切割切割的厚的厚度和速度，即切割能力度和速度，即切割能力 切割電流增大，電弧能量增加，切割能力提高，切割速度是隨之增大； 切割電流增大，電弧直徑增加，電弧變粗使得切口變寬； 切割電流過大使得噴嘴熱負(fù)荷增大，噴嘴過早地?fù)p傷，切割質(zhì)量自然也下降，甚至無法進(jìn)行正常切割。 飛馬特等離子電源在輸出端安裝有霍樂電流傳感器飛馬特等離子電源在輸出端安裝有霍樂電流傳感器,它具有很高的測(cè)它具有很高的測(cè)量度與極快的響應(yīng)特性，它能將輸出電流的細(xì)微變化

5、反饋至脈寬信號(hào)控量度與極快的響應(yīng)特性，它能將輸出電流的細(xì)微變化反饋至脈寬信號(hào)控制端，實(shí)時(shí)控制輸出電流的變化，確保電流穩(wěn)定。制端，實(shí)時(shí)控制輸出電流的變化，確保電流穩(wěn)定。Slide 52022年4月13日星期三切割速度 最佳切割速度可參照切割表或用試驗(yàn)來確定，由于材料的厚薄度，最佳切割速度可參照切割表或用試驗(yàn)來確定，由于材料的厚薄度，材質(zhì)不同，熔點(diǎn)高低，熱導(dǎo)率大小以及熔化后的表面張力等因素，切割材質(zhì)不同，熔點(diǎn)高低，熱導(dǎo)率大小以及熔化后的表面張力等因素，切割速度也要相應(yīng)的變化。速度也要相應(yīng)的變化。切割切割速度適度地提高能改善切口質(zhì)量，使切口略有變窄，切口表面更平整，同時(shí)可減小變形。切割速度過快使得切

6、割的線能量低于所需的量值，切縫中射流不能快速將熔化的熔融物立即吹掉而形成較大的后拖量，伴隨有切口掛渣，切口表面質(zhì)量下降。當(dāng)切割速度太低時(shí)，由于切口處是等離子弧的陽(yáng)極，為了維持電弧自身的穩(wěn)定，陽(yáng)極斑點(diǎn)或陽(yáng)極區(qū)必然要在離電弧最近的切縫附近找到傳導(dǎo)電流的地方，同時(shí)會(huì)向射流的徑向傳遞更多的熱量，因此使切口變寬，切口兩側(cè)熔融的材料在底緣聚集并凝固，形成不易清理的掛渣，而且切口上緣因加熱熔化過多而形成圓角。當(dāng)速度極低時(shí)，由于切口過寬，電弧甚至?xí)?。由此可見，良好的切割質(zhì)量與切割速度是分不開的。Slide 62022年4月13日星期三電弧電壓一般認(rèn)為電源正常輸出電壓即為切割電壓。等一般認(rèn)為電源正常輸出電壓

7、即為切割電壓。等離子弧切割機(jī)通常有較高的空載電壓和工作電離子弧切割機(jī)通常有較高的空載電壓和工作電壓，在使用電離能高的氣體如氮?dú)狻錃饣蚩諌?，在使用電離能高的氣體如氮?dú)狻錃饣蚩諝鈺r(shí)，穩(wěn)定等離子弧所需的電壓會(huì)更高。當(dāng)電氣時(shí)，穩(wěn)定等離子弧所需的電壓會(huì)更高。當(dāng)電流一定時(shí)，電壓的提高意味著電弧焓值的提高流一定時(shí)，電壓的提高意味著電弧焓值的提高和切割能力的提高。如果在焓值提高的同時(shí)，和切割能力的提高。如果在焓值提高的同時(shí)，減小射流的直徑并加大氣體的流速，往往可以減小射流的直徑并加大氣體的流速，往往可以獲得更快的切割速度和更好的切割質(zhì)量。獲得更快的切割速度和更好的切割質(zhì)量。Slide 72022年4月13

8、日星期三工作氣體 工作氣體包括切割氣體和輔助氣體，精細(xì)等離子還要求起弧氣體，通常要根據(jù)工作氣體包括切割氣體和輔助氣體，精細(xì)等離子還要求起弧氣體，通常要根據(jù)切割切割材料的種類，厚度和切割方法來選擇合適的工作氣體。材料的種類，厚度和切割方法來選擇合適的工作氣體。氫氣通常是作為輔助氣體與其它氣體混和作用，如著名的氣體H35（氫氣的體積分?jǐn)?shù)為，其余為氬氣）是等離子弧切割能力最強(qiáng)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。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

9、的射流能量，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。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相像，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(zhǎng)電極的壽命?？諝庵泻屑s78%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)很相像；空氣中還含有約21%的氧氣，因?yàn)檠醯拇嬖?，用空氣的切割低碳鋼材料的速度也很高；同時(shí)空氣也是最經(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

10、低也會(huì)影響工作效率和切割成本。Slide 82022年4月13日星期三氣壓與流量工作氣壓較低時(shí)，等離子弧的噴出速度減弱，輸入空氣流量小于規(guī)定值，此時(shí)不能形成高能量、高速度的等離子弧，從而造成切口質(zhì)量差、切不透、切口積瘤的現(xiàn)象； 氣壓過高氣壓過高時(shí)，則在形成等離子弧后，過大的氣流會(huì)吹散集中的弧柱，使弧柱能量分散，減弱了等離子弧的切割功率密度。 切割氣體既要保證等離子射流的形成，又要保證去除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(zhǎng)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度變淺，同時(shí)也容易產(chǎn)生掛渣。 切割一定厚度的

11、板材所使需的氣體壓力與流量一定要按照切割表的切割一定厚度的板材所使需的氣體壓力與流量一定要按照切割表的數(shù)據(jù)來進(jìn)行調(diào)整數(shù)據(jù)來進(jìn)行調(diào)整.若有其它的特殊應(yīng)用時(shí)，氣體壓力與流量則需要通過實(shí)若有其它的特殊應(yīng)用時(shí)，氣體壓力與流量則需要通過實(shí)際切割試驗(yàn)來確定。際切割試驗(yàn)來確定。 Slide 92022年4月13日星期三切割高度 指噴嘴端面與板材表面的距離，它構(gòu)成了整個(gè)弧長(zhǎng)的一部分。指噴嘴端面與板材表面的距離，它構(gòu)成了整個(gè)弧長(zhǎng)的一部分。由于等離子弧切割一般使用恒流或陡降外特征的電源，噴嘴高度增加后，電流變化很小，但會(huì)使弧長(zhǎng)增加并導(dǎo)致電弧電壓增大，從而使電弧功率提高；但同時(shí)也會(huì)使暴露在環(huán)境中的弧長(zhǎng)增長(zhǎng)，弧柱損失

12、的能量增多。在兩個(gè)因素綜合作用的情況下，前者的作用往往完全被后者所抵消，反而會(huì)使有效的切割能量減小，致使切割能力降低。通常表現(xiàn)是切割射流的吹力減弱，切口下部殘留的熔渣增多，上部邊緣過熔而出現(xiàn)圓角等。另外，從等離子射流的形態(tài)方面考慮，射流直徑在離開槍口后是向外膨脹的，噴嘴高度的增加必然引起切口寬度加大。 根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)的原理，當(dāng)噴嘴高度在根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)的原理，當(dāng)噴嘴高度在2.5mm6mm的范圍內(nèi)，切的范圍內(nèi)，切割射流的吹力可達(dá)到較理想的效果割射流的吹力可達(dá)到較理想的效果。Slide 102022年4月13日星期三切割功率密度為了獲得高壓縮性的等離子切割電弧，切割噴嘴都采用了較小的噴嘴孔徑、較長(zhǎng)的孔道長(zhǎng)度并加強(qiáng)了冷卻效果，這樣可以使得噴嘴有效斷面內(nèi)通過的電流增加，即電弧的功率密度增大。但同時(shí)壓縮也使得電弧的功率損失加大，因此，實(shí)際用于切割的有效能量要要比電源輸出的功率小，其損失率一般在25%50%之間，有些方法如水壓縮等離子弧的能量損失率會(huì)更大，在進(jìn)行切割工藝參數(shù)設(shè)計(jì)或切割成本的經(jīng)濟(jì)核算時(shí)應(yīng)該考慮這個(gè)問題。 高性能飛馬特等離子切割系統(tǒng)集中了以往的科技高性