等离子切割在生产中的应用

程新军

塔城市中等职业技术学校，新疆 塔城 834700

等离子切割在生产中的应用

程新军

塔城市中等职业技术学校，新疆 塔城 834700

笔者针对等离子切割工艺进行了探究分析，主要工艺在于等离子工作气体在等离子枪体的喷嘴中受到等离弧加热而迅速膨胀，以非常高的速度从喷嘴中喷出，把已熔化的金属吹走将被割材料切成狭窄的切口，这种工艺现已在企业内进行普遍使用。笔者在此进行了详细分析，以便于提供可参考性的依据。

等离子；切割工艺； 熔化金属； 应用分析

0 引言

传统行业在金属板材切割工艺流程中存有一定的缺陷，主要是因为传统工艺操作性复杂，并且安全隐患大，使得在工业生产中存有一定的局限性。但通过现有模式的改进，不但提高了切割效率，而且在操作性方面也较为灵活。

1 等离子切割优点

在以往的一般性加工、维修企业中，我们对于钢材的切割，线材就用砂轮切割机，板材就用氧一乙炔的气割来完成，由于氧一乙炔的气割设备使用起来不方便，效益比较低，而且安全隐患很大，在工业生产中造成很大局限性。

在目前的工业生产及一般的维修企业中大量普及了用等离子切割来完成对大部分钢板材料的切割。

等离子切割是等离子弧以非常高的温度将切割材料局部熔化。加上等离子工作气体在等离子枪体的喷嘴中受到等离弧加热而迅速膨胀，以非常高的速度从喷嘴中喷出，把已熔化的金属吹走将被割材料切成狭窄的切口。

当今无论是在材料的种类方面，还是切割厚度与质量方面，可以说等离子弧切割是目前采用的各种切割法中的一种较好切割方法，如果要对等离子切割作一个恰如其分的评价，可以用六个字来概括“高速、高效、高质”。

2 等离子切割特性

在具体切割的实践操作中，结合被切工作的实际情况，要求操作人员要熟练掌握等离子切割设备的工作要领，特别是工作气体一定要根据其在切割中的特性来选择，常采用的是氮和氢的混合气体，一般为氮75%-90%，氢25%-10%，对较厚的材料超过127毫米，如不锈钢和少数几种不锈钢合金的切割，还可以使用纯氩气。要使等离子弧切割具有调整的特点，还必须正确选用电弧电流和电弧电压，在等离子切割中电弧电流和电弧电压的增大使电弧的功率也增加，但是增大电流后将会影响钨板和喷嘴的烧损，对切割工作有一定的影响。所以一般是提高电弧电压来提高电弧的功率。另外随着混合气体的流量增大，可使电弧压缩成度增加。这时它的能量就会更加集中，弧柱的温度急剧上升。

电弧喷射速度也会加快，而且弧柱冲力大大提高有利于提高切割速度。此外还要恰当地选择喷嘴孔道的长度和直径、喷嘴到工件表面钨极到喷嘴端部的距离都会影响切割效果。还有一个问题，就是在切割某些材料时，往往容易产生切口毛刺，这主要是熔化金额的流动性不好，不易被气流吹掉、底部过热，气流吹力不足等因素造成的，在切割厚板时由于割缝过大产生的后拖量，也会造成切口毛刺，所以在切割时，必须要保证钨极和喷嘴的绝对对中，有足够的功率，合适的气体流量和切割速度。在一般中小型加工与维修企业中、小电流等离子切割法是一种新的发展，它具有气体消耗少、维修和设备成本低、烟尘和噪声小，结构简单、操作方便等特点。

根据小电流等离子切割法的特点，它典型应用主要有以下几方面：

（1）制作和装配不锈钢和铝制的管道及筒体和管子连接孔管子外形及斜角的切割。

（2）常压锅炉及管道的制作过程中的切割。

（3）对食品工业、化工等设备的维修，可以在现场快速、干净和没有变形地进行切割、修复有缺损的部件。

（4）能非常准确地切割铸造厂铸造出来的材料。切割之后只需要最小量的磨削精加工。

（5）对低碳钢、低合金钢、不锈钢和铝制等管材上进行定长度和斜口的优质切割，其速度和切口质量都超过了普通切割方法。

小电流等离子切割法是采用双气流式切割枪，它的割嘴不需要冷却孔，钨极也不需要磨平，呈扁平就可以，一般采用二氧化碳为保护气体，氮气为等离子气，用氮气作等离子气的小电流等离子切割还有一个特点就是不受工件形状的限制，无论简单或复杂都可以使用，而且切割速度可以与普通等离子切割机相比，切割精度可达到大电流等离子切割精度。如果是用氩和氢混合气体作等离子气，则使切出的切口很细，边缘很整齐。

综上所述等离子切割在目前社会生产的各个方面都很适用，以后会更加普遍使用这种切割工艺。

3 等离子切割设备分类及应用

3．1 等离子体切割设备类型

根据当前等离子体切割使用标准，其数控等离子体切割在当今使用最为广泛。该切割设备包括三部分，分别是：机床、数控和编程部分，其中机床部分包括：减速机、道轨、伺服电机等；而数控结构包括：计算机、气路系统以及辅助机电设备；而编程则为等离子体终端设备的软件部分。在等离子切割引弧方式上通常采用非高频引弧技术，该技术是利用电源电极与喷嘴之间的段接触面积，从而产生高压气体，该气体又能引燃周围的小弧，根据这种模式进行引弧。并且在设备内部不需要高频振荡器，该仪器设备在运行过程中，会产生较强的外围磁场（130-210KHz），会对周围高压设备产生电磁影响。所以该引弧方式在该运行系统中设立了专门的控制运行方式，保证等离子切割设备引弧方式的正确性。

3．2 等离子切割在钢结构生产中的应用

数控等离子切割机运行过程中，首先对钢结构切割进行绘图编程，然后将DXF格式传输至终端服务器，完成整个数据信息的交换。其次便是根据钢结构的切割线，切割机头便沿着运行轨迹进行切割，切割温度保持在4500-5000摄氏度，此时由于钢结构内部的原子激烈的碰撞，使得电子在原子中游离出来，离解成电子和正离子，离子个体之间会产生巨大的能力，可便于切割钢结构。其次数控等离子切割设备保证切割钢结构直角之间的平滑过渡，传统等离子切割不能保证圆弧的平滑过渡，造成在切割过程中，存有较大的死角。该数据编程应用程序在切割过程中，保证留有足够的角度。

4 结语

通过对等离子切割在生产过程中的应用分析，使得笔者对此有了更为深刻的认知。这种切割模式不仅改进了传统切割方式，而且在优化方式结构上既能简化操作流程，又能提高生产效率。这种新型等离子切割模式将会为更多企业带来经济效益，提高当前的国民生产总值。

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[3]张文武．等离子切割机智能控制策略的研究[J]．广东工业大学学位论文，2012．

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