等离子切割下料质量影响因素与控制措施

仙伟东

摘 要：等离子切割下料是板材下料常用的切割下料方式，同时影响等离子切割下料的因素有很多。本文结合实际生产中出现的问题和分析处理方法进行研究，对等离子切割下料生产中常见的质量缺陷及其影响因素进行总结和分析，针对这些影响因素提出质量控制措施，从而针对实际生产中存在的问题提出有针对性的解决方案，达到提高等离子切割下料的产品质量的目的，为提高生产效率，节约生产成本提供借鉴和指导。

关键词：等离子切割；质量缺陷；影响因素；质量控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.16.040

1 概述

等离子切割技术融合了数控技术、电源技术、等离子技术于一体，是目前切割技术中的一项高新技术，相对于传统的火焰切割技术，具有切割下料效率高、切割质量好、下料精确、热输入和热变形小的优势，广泛应用于航空航天、机械制造等各类工业领域。液压支架是用于控制采煤工作面，承受矿山压力的主要设备，主要由中厚板下料、拼装、焊接而成。等离子切割下料由于其一系列的优点，在液压支架生产下料工作中得到了广泛的应用。目前车间配备的数控等离子切割设备，能够完成各类形状复杂的配件的切割下料。在进行批量生产的过程中，等离子切割的技术优势更加明显。本文主要分析了在等离子切割下料生产中常见的质量问题及其产生的原因，有针对性的提出了提高产品质量和生产效率的控制措施。

2 等离子切割的工作原理

等离子切割的工作原理主要是采用等离子流高温、高速的特点作为切割过程的热源，等离子枪将压缩气体电离，产生高温高速的等离子电弧熔化金属，同时高速、高压的气流将融化的金属吹开，从而实现金属的切割，如图1所示。

3 等离子切割下料质量影响因素与质量控制措施

3.1 起弧和収弧缺陷与控制措施

在等离子切割过程中，起弧和収弧过程出现的缺陷是等离子切割过程中常见缺陷之一。起弧缺陷主要是由于板材不平以及工件在切割过程中产生变形或者位移，起弧线以及补偿值不合理等原因造成的。由于板料不平，在完成切割的瞬间，工件从母材上掉落，在掉落瞬间，工件会被等离子弧灼伤，这是产生起弧缺陷的主要原因。另外，在非角点起収弧的过程中，由于补偿数值设计高于要求数值，起収弧线没有交叉设置，容易引起収弧缺陷。

控制措施：通过収弧时间的控制避免収弧缺陷，根据实际的切割下料情况，通过収弧时间设置，达到在工件切割掉落的同时収弧，或者是采用数控编程技术将引出线省略，这样可以避免収弧缺陷；在工件切割过程中由于变形或者是位移引起的収弧缺陷相对较小，一般可以采用圆弧起弧和収弧线进行弥补。

3.2 顶点或尖点切割困难

对于等离子切割下料来讲，另一个常见问题是零件的顶点或尖点难以通过等离子切割实现，同时锐角尖点更是难以切出。这些主要是由于等离子切割自身的特点决定的，难以消除。因此在在零件没有特殊要求的情况下，工件切割允许存在切割过程中自然形成的小圆角。

在必須要求进行顶点切割的工件，采取以下两种措施：一是通过进行拐点设置减速来减小切割时后拖量对尖角的影响；二是在编程的过程中，在尖角位置增加外街角，从而实现对尖角或者锐减的切割。

3.3 毛刺与挂渣问题

毛刺和挂渣是等离子切割件上经常出现现象，首先，在等离子切割过程中，设置的切割速度过快或者切割速度过慢，都是引起切割位置产生毛刺或者挂渣的主要原因；其次，由于等离子设备自身的损坏，比如切割机割嘴的烧损和老化，都有可能在工件的切割位置产生毛刺和挂渣。

控制措施：通过工艺试验评定确定合理的切割速度，保证合理的切割速度，避免毛刺和挂渣的出现；其次，及时进行设备检修和维护，及时更换损坏的割嘴。由于等离子切割的保护气纯度较低或者是割嘴与保护气的配合不相符，都有可能引起工件的毛刺和挂渣。例如在工件下方的挂渣面积较大，主要是由于等离子割嘴被熔渣堵死，熔渣不能及时吹走，堆积在工件表面引起的。

3.4 对角线超差问题

对角线超差是等离子切割中比较常见的一种切割下料缺陷，这种缺陷产生的原因主要是等离子切割机自身的原因造成的。等离子切割机行走机构由于运行时间较长，侧面齿轮出现便宜或者是安装过程中的间隙不合理造成的。

综上所述，根据数控等离子切割工艺的特点和规律，通过采取得当措施就可减少切割缺陷、控制切割质量。当等离子切割部件的尺寸与图纸之间存在偏差时，首先可以调整开槽补偿。当开槽值正常时，其应等于割炬切割的实际值，但当工件尺寸需要小的变化时，可以补偿开槽的值，以达到我们需要的精确轮廓尺寸。此外，在内应力较高且对热变形应力敏感的细长零件中，根据实际情况可以将板断开，释放内应力，然后再次切割，或者在切割过程中保留加工棒的方法，从而使工件和板材一体化，在完成切削后，减小了变形应力对工件的影响。

4 结论

等离子切割技术已经在制造业中广泛应用，但是在实际的生产过程中还存在着质量控制粗放，产品质量波动较大等问题，直接影响着产品的生产，因此需要大力推行精益工艺，通过强化管理和技术革新不断提高等离子的下料质量。

参考文献：

[1]聂素华.数控火焰切割机切割质量的参数控制[J].热加工工艺，2007，36（03）：80-81.

[2]梁波，张军，崔红淼.提高等离子切割机切割质量的方法[J].电焊机，2009，39（11）：85-87.

[3]应伟雄.数控切割下料工艺的优化[J].机械产品与科技，2005（03）：27-28.