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常用数控等离子切割机精细加工气体辅助要求

2019-04-08 15:23:34      点击:

 单独使用空气数控等离子分割机时,会有挂渣以及切口氧化、增氮等问题,而且电极(electrode)和喷嘴的寿命较低也会影响效率和切割成本。由于等离子弧切割一般使用恒流或陡降外特征的电源,喷嘴高度增加后,电流(Electron flow)变化很小,但会使弧长增加并导致电弧电压增大,从而使电弧功率提高;但同时也会使暴露在环境中的弧长增长,弧柱损失的能量增多。造成这种情况的主要原因在于,空气中含有体积分数约78%的氮气(Nitrogen),所以利用空气切割所形成的挂渣情况与用氮气切割时很想像;空气中还含有体积分数约21%的氧气,因为氧的存在,用空气的切割低碳(Low carbon)(C)钢材料的速度也很高;同时空气也是最经济的工作气体。
精细等离子弧电流密度很高,通常是普通等离子弧电流密度的数倍,由于引进了诸如旋转特性:波粒的辐射等技术,其电弧的稳定性也得以提高,因此,其分割精度相当高。等离子切割机配合不同的工作气体可以切割各种氧气切割难以切割的金属,尤其是对于有色金属(不锈钢、碳钢、铝、铜、钛、镍)切割效果更佳。国产的Rapier精细等离子切割表面质量已达激光切割的下限,成本远低于激光切割。精细等离子目前较普通机用等离子价格要高很多,但是比激光切割机还是要便宜,而且精度也是激光切割机的下线,目前进口类代表主要有德国凯尔贝类激光精细等离子电源,美国飞马特精细等离子电源,美国海宝精细等离子电源,美国凯博精细等离子电源,国产类代表Rapier精细等离子切割电源。
数控等离子分割机的加工模式中,为了一次性完成对整板的切割加工,其加工中途可能涉及到多次的引弧操作,这不同于传统的等离子切割操作,需要由控制系统对等离子弧实现自动引弧操作,以简化切割的操作流程(liú chéng);当然,类似的功能设计并不仅仅只限于数控等离子切割机使用,针对火焰切割也可以采用设备(shèbèi)的自动起弧控制,也就是我们常接触的自动点火。空气等离子切割机以压缩空气为工作气体, 以高温高速的等离子弧为热源、 将被切割的金属局部熔化、并同时用高速气流将已熔化的金属吹走、形成狭窄切缝。 该设备可用于不锈钢、铝、铜、铸铁、碳钢等各种金属材料切割, 不仅切割速度快、切缝狭窄、切口平整、热影响区小,工件变形度低、 操作简单, 而且具有显著的节能效果。
非常多时候,数控等离子切割机引弧操作功能是非常有用的,一般来说,数控火焰切割机都有配备,但这个是易损件,容易出故障,大家在使用的时候要注意了!数控等离子切割机在切割零件的时候,会按程序有一个起点,这个起点可以任意根据引弧线设置,为了方便连续切割,可以完全实现自动引弧,即方便,又能提高效率(efficiency),至于安全方面并没有太大的作用,起安全作用的主要是对等离子发生器的功能设计!
目前国内数控等离子分割机应用中,出于成本方面因素考虑,对于空气等离子切割机是相对广泛的,数控等离子切割机在作为钢板切割时的首选加工设备,具有切割加工速度快、加工精度稳定、后期设备使用成本低等优势,在切割辅助气体的选择上,除了我们之前提及的空气等离子切割外,还有氮气等离子切割、CO2等离子切割等多种辅助气体等离子切割加工。等离子切割机利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属部分或局部熔化(和蒸发),并借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。而之前我们谈到的空气等离子切割机,其优势在于切割加工成本为多种切割类型中最为经济(jīng jì)的,但对于切割质量来说,考虑到空气中所蕴涵的多种气体成份,希望达到较好的切割效果,对一些细节的把握就显得相对更为关键。
综合上述方面原因分析(Analyse),前者的作用往往完全被后者所抵消(由于作用相反而互相消除),反而会使有效的切割能量减小,致使切割能力降低。等离子切割机配合不同的工作气体可以切割各种氧气切割难以切割的金属,尤其是对于有色金属(不锈钢、碳钢、铝、铜、钛、镍)切割效果更佳。通常表现是切割射流的吹力减弱,切口下部残留的熔渣增多,上部边缘过熔而出现圆角等。另外,从等离子射流的形态方面考虑,射流直径在离开枪口后是向外膨胀的,喷嘴高度的增加必然引起切口宽度加大。
所以,选用尽量小的喷嘴高度对提高切割速度和切割质量都是有益的,但是,喷嘴高度过低时可能会引起双弧现象。采用陶瓷外喷嘴可以将喷嘴高度设为零,即喷口端面直接接触被切割表面,可以获得很好的效果。