基于提高数控等离子切割件质量的研究

鲍 硕

扬州中远海运重工有限公司 江苏 扬州 225211

正文：

数控等离子技术的发展，得益于计算机控制、电力电子等学科的进步，在此基础下，数控技术、等离子切割技术以及逆变电源技术得以不断发展，最终组成了数控等离子切割这一高新技术。在今天，数控等离子技术所表现出的一系列优点得到了广泛的肯定，其高效率、质量高的特点被人们所认同，其广泛应用于航天航空、造船等的行业中。

1、我国数控等离子切割技术发展现状

在数控等离子切割技术普及发展之前，我国企业在进行对板料的切割时，基本都是火焰、等离子切割的方式来进行切割，在这一过程中采用的设备通常为手工下料、仿形机下料、半自动切割机下料以及等离子切割机下料等。在这几种下料方式中，手工下料最具灵活性，对设备要求低，但其割缝质量不高，还存在着较大的误差，因此被逐渐淘汰。而仿形机和半自动切割机下料虽然弥补了人工下料所存在的不足，但是功能相对单一，无法适应企业逐渐发展的现状。

直到上世纪八十年代，数控技术才得以发展，数控等离子切割技术在发展初期由于效率和质量上的优势，得到了各行业的重视，得以快速发展。和发达国家相比，我国的数控等离子技术起步晚，在当前虽然已经普及起来，但还是有一些中小型企业使用的是普通等离子切割机，这和国外有着明显的差距。我国数控切割机下料所普及的程度远远不如发达国家，更不用说数控等离子切割机所占比例了。可以说，数控等离子切割技术已经成为国内机械制造业进步路上的一大问题。

2、数控等离子切割存在的问题及控制措施

2.1 割嘴高度、切割速度和工作气压对切割质量的影响及控制

通过数控等离子切割机，可以有效切割各种各样的工件，其切割效率更高，所切割的质量更好，也更加符合各行业所需。其所切割出来的零件不用机械加工便能够进行下一步利用，但是，和氧气切割不同的是，它采用了等离子弧来完成切割，因而存在不足，例如粗糙度以及切割面倾斜度等方面。

切割面的倾斜度以及切割缝的深度是切割中所必须注意的，也是数控等离子切割是否成功的重要标准，因而必须严格把握，通常情况下，要控制二者分别不超过3°、0.15mm，还要确保所产生的挂渣量。

一般情况下，如果电压以及电流没有出现问题，那么就要注意割嘴高度和稳定性、切割速度和工作气压的匹配，以此来确保切割质量不会出现问题。

在控制割嘴和钢板的高度时，如果是通过弧压调高器来进行的，那么就能够控制动态定位的精度达到达±0.013mm，因此这种情况可以确保二者高度不会发生变化，所切割的面由此倾斜度更小，更加符合需求。在试验中可以得知，切割面的倾斜度在切割时会出现变化，这种变化主要受到其割速度以及气压的影响。如果切割速度太快而气压低，那么就会使得弧柱产生较大的后倾，进而使得割缝下半部熔化速度无法及时跟上，导致零件的上、下平面尺寸出现差距。相反，若切割速度太慢而气压高，同样会出现问题，在这种情况下挂渣量明显增多，影响到切割的进行。因此可以得知，对于厚度不一的各种钢板，必须正确的控制切割速度、气压等，从而确保切割结果符合要求。

2.2 切割热变形的影响和控制

由于外力的作用，物体会出现在尺寸与形状的变化，这一过程就是变形。在物体变形之后，如果形状不再发生变化，那么这种变形就是塑性变形。在进行对金属板的切割时，其所发生的变形就是塑性变形，直到温度冷却后形状不再改变，这就是切割热变形。

在对金属进行切割时，会使得金属受到切割的部分产生高温，金属在此情况下将会膨胀，但其又受到附近木板的限制，这就使得切口边缘的金属出现应力。当产生的应力过大，大于金属本身的屈服强度，那么就将会出现压缩塑性变形。在温度降低，冷却到正常温度时，在附近母材金属的限制下，还会在切割方向出现缩短变形的现象，随之产生的还有少量残余拉应力。

要达到降低切割变形的目的，就要做好切割准备工作，要确保金属板材的定位稳定，从而最大程度的降低残余内应力的影响，保证平整度达到要求。此外，要想顺利完成切割工作，还要控制好切割速度的大小，这是决定切割面质量的一个关键因素。就切割速度来看，其决定性因素主要为板材的厚度、切割电流以及喷嘴等。可以说，整个产品质量的好坏，很大程度上都取决于数控等离子气割机切割件的加工质量，这也是加工工件变形需要严格控制的主要原因。

3、数控切割软件的影响和控制

在数控等离子切割技术中，影响技术好坏的除了切割机的机床结构和硬件设施质量外，还有切割软件这一要素。一个好的切割软件，能够极大的提升数控切割机的工作水平。对于数控等离子切割机而言，优化套料编程软件以及切割控制软件最为重要。高质量的套料软件，不但能够确保切割机的自动切割以及单件切割，还可以有效提升切割效率，为切割质量做出保证，同时还很大程度上解决了钢材浪费的问题。

在进行切割时，通过Fast CAM优化套料软件来进行控制，并使用Fast CNC数控系统，可以实现对钢材的有效减少，不但降低了生产成本，还完成了对数控切割机的有效控制，使其能够自动切割，在确保切割效率的同时还保证了切割的质量，这一过程成本低、质量好、效率高，为企业的发展带来了更多的机会，在推动企业发展带来经济收益的同时，也将带动数控等离子切割技术在未来的进一步发展。

4、结论

在制造业迅速发展的今天，数控技术与时俱进，其自动化、柔性化、集成化等优点在今天仍在进步，可以说，数控等离子切割技术的深入推广与应用是很有必要的，它不但提高了企业的产品质量，节省了生产成本，还很大程度上优化了生产方式、产业结构等。正是因为如此，数控等离子切割技术在未来必定会迎来更加迅速的发展，也将会越来越趋于完美。