影响等离子切割质量的五大因素
等离子切割缺点和适用范围 晶圆

等离子切割是一种常用的半导体加工技术,利用等离子体的高能量进行材料切割和加工。
然而,与优点相对应的,等离子切割也有着一些明显的缺点和限制。
本文将对等离子切割的缺点和适用范围进行深入探讨,帮助读者更全面地理解这一技术。
1. 缺点1.1 成本高昂等离子切割设备的成本通常较高,需要专业的设备和技术支持。
等离子切割还需要消耗大量的能源和气体,增加了加工成本。
1.2 切割精度有限在一些高精度加工领域,等离子切割的精度有时无法满足要求。
尤其是对于一些材料较薄或表面要求较高的工件,可能会出现切割质量不佳的情况。
1.3 对材料的局限性等离子切割适用于许多种材料,但对于一些特殊性能的材料,比如对热敏感材料、脆性材料等,等离子切割的适用性会受到限制。
2. 适用范围2.1 半导体晶圆加工等离子切割在半导体行业中有着广泛的应用,尤其是在晶圆的切割和加工过程中。
其高效的切割速度和较少的切割损伤,使其成为晶圆加工领域的首选技术之一。
2.2 板材加工对于一些较厚的板材加工来说,等离子切割可以实现高速切割和较低的切割成本,因此在航空航天、船舶制造等行业有着广泛的应用。
2.3 管道加工等离子切割还可以应用于管道加工领域,例如石油化工行业中的管道切割和开孔,具有速度快、切口平整等优点。
尽管等离子切割存在一定的缺点,但在晶圆加工、板材加工和管道加工等领域仍具有较广泛的应用前景。
在今后的发展中,随着技术的进步和成本的优化,相信等离子切割将会有更多的突破和应用,为工业制造领域带来更多的便利和效益。
个人观点:等离子切割作为一种先进的加工技术,尽管存在一些缺点,但其在半导体、航空航天和石化等行业中的应用前景依然广阔,未来发展潜力巨大。
随着技术的不断创新和成本的不断下降,相信等离子切割将会得到更广泛的应用,并为工业制造带来更多的创新和突破。
在知识的文章中,经常可以看到深度的剖析和讨论。
希望本文的全面评估和深度探讨可以帮助你更好地理解等离子切割的缺点和适用范围。
等离子切割枪不起弧原因分析

等离子切割枪不起弧原因分析(总1页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除等离子切割枪不起弧的原因分析在实际的等离子切割中,偶尔会有客户反映切割时出现不起弧的状况,客户往往主观性地认为是等离子切割枪或者耗材有问题,而不是去深究不起弧的真正原因。
事实上,等离子切割完全不起弧的机率非常地少(成千上万个耗材的产品中难免会出现一两个不良品),甚至可以忽略不计。
下面主要从气、电和水三个方面去分析不起弧的原因。
1、气流量不足(出气气流不足)(1)很多情况下,从气压和气流上看,气流是达到要求的,但是,实际上到割嘴出气的气流往往达不到要求。
其原因可能是空压机中的空气质量差,空气里的油污杂质等经过电磁阀时,粘附在电磁阀内,导致阀门不能完全打开或堵塞,进入的气体流量减少,从而影响起弧。
(2)空气过滤阀堵塞影响气流量。
因空压机空气中含有油分子,或者空气潮湿不干燥,久未清洗,造成过滤系统阀内产生油污,阀芯开启困难,阀口不能完全打开,导致出气气流减少。
2、电流正(枪)负(母材)极不导通(1)工件表面有一层绝缘保护膜,地线接触在保护膜上,没有与母材导通;(2)母材与工作台是点面接触,切割时间长了之后,切割产生的溶渣越积越多,堆积在母材与工作台的接触点周围,逐渐阻断母材与工作台的接触;(3)母材与工作台是点面接触的,当母材被分块切割时,接触点的母材部分被切割后,后面未切割的母材部分可能因接触面过少,或者接触在溶渣上,导致与工作台隔离。
3、切割枪里的循环冷却水过少,枪头部位冷却不下来,水在枪头部位被气化成水蒸气,形成高温阻碍层,影响枪的起弧。
3。
怎样解决等离子弧不稳定

怎样解决等离子弧不稳定数控等离子切割主要就是依靠高压等离子弧对切割材料进行穿孔和切割,高压等离子弧的稳定性决定了切割质量。
等离子电弧不稳定将造成切口参差不齐、积瘤、切口不光滑等缺陷,也极大的降低了割嘴和电极的使用寿命,也会导致控制系统的相关元件寿命降低,这样就会经常的更换,增加企业的生产成本。
为什么高压等离子弧为出现不稳定呢?一、交流电压过低等离子切割机在使用的时候用电量比较大,如果使用现场有大型用电设备在运行,就会有供电电压不稳,从而影响等离子电弧的稳定性。
那样就在使用前就要关闭那些大型用电设备,以免影响到切割效果。
还有就是切割机内部主回路元件故障,也会使输入交流电压不稳定。
电路元件的损坏主要还是切割时候灰尘进入控制器引起的,这就要求操作人员定期的对控制器进行灰尘清理。
二、地线没有接好接地是一项重要工作,不要看就是接地这么件小事,没有多少人能很好的把这项工作做好。
接地是焊接和切割前必不可少的准备工作,接地做的不好小情况就是切割不怎么好大了有可能对工作人员造成伤害。
接地时候特别要注意是否有专用的接地工具,工件表面有绝缘物及长期使用老化严重的地线等,这些都会使地线与工件接触不良。
没有就要赶紧的去购买接地工具和更换地线。
三、气压稳定性等离子切割工作气压过高或者过低都将对切割效果形成影响。
如果工作气压远低于说明书要求气压,意味着等离子弧的喷出速度减弱,输入空气流量小于规定值,此时不能形成高能量、高速度的等离子弧,从而造成切口质量差、切不透、切口积瘤的现象。
若输入空气压力远远超过0.45MPa,则工作气压过大,在形成离子弧后,过大的气流会吹散集中的弧柱,使弧柱能量分散,减弱了等离子弧的切割强度。
这种情况主要在这几个方面空压机输气不足,空气调节阀调压过低或过高,电磁阀内有油污或损坏,气路不通畅使用前应当注意观察空压机输出压力显示,如不符合要求,可调整压力或检修空压机。
如输入气压已达要求,应检查空气过滤减压阀的调节是否正确;表压显示能满足切割要求。
等离子弧型钢切割机的质量控制

1 相关知识1.1 型钢生产线工作原理火焰切割、等离子弧切割和激光切割是目前金属的切割主要形式。
其中,等离子弧切割以质量好、成本低、节约材料和高效率得到了广泛应用。
等离子弧切割先把需要切割的金属加热到熔融状态,然后用辅助气体把切割的部分吹开,通过控制不同的能量密度、温度和运行速度对金属进行切割。
1.2 等离子弧型钢切割机工作流程等离子弧型钢生产线由锯床、钻床、传送装置、数控型钢切割机等部分组成。
通常由计算机用NC语言编写图形,然后将NC语言转化成机器码,进而把机器码转换为驱动电机的指令完成切割。
第一步:成品型钢吊装至传送带;第二步:人工操作传送带将型钢传送至数控三位钻床;第三步:将钻床程序输入钻床电脑控制平台进行打点划线;第四步:将型钢传送至锯床切割机,用红外射线扫描型钢上已有的打点孔,然后人工操作锯床控制平台进行锯断;第五步:将锯断后的型钢传送至数控型钢切割机,输入程序进行端头切割;第六步:将切割完成后的杆件运送出型钢切割车间。
2 影响切割质量的因素2.1 钢材加工前原材料的变形型钢是细长型材,变形是由于存放、运输、吊装以及内部残余应力引起的。
型材的残余应力引起的变形在钢铁厂生产过程中产生。
型钢这类型材存放不当易发生弯曲、扭曲。
由于杆件较长、较大且数量多,长时间堆放、地面的高低不平都会造成型钢的弯曲。
型材在运输过程中的一些不当操作也会引起变形,如吊点的选取、夹具的安装等。
2.2 机器切割机精度引起的误差型钢切割机的精度包括机械精度和电子精度。
机械精度主要是受导轨的直线度、平行度、水平度以及齿轮或钢带等的传动精度影响。
此外,切割平台的水平度也影响工件精度。
电子的精度主要是数控系统软件及运动控制卡、脉冲当量、伺服及伺服驱动等方面的影响。
当脉冲当量设置不准确时,就会发生杆件上的圆形不准、不对称等诸多问题。
2.3 人为不当引起的误差(1)图形尺寸错误。
在单件图和排版图的绘制过程中,模型导出NC代码过程和套料过程都可能出现疏忽,从而导致图形尺寸错误。
火焰等离子切割工艺

火焰切割工艺影响钢板火焰切割质量的三个基本要素(气体、切割速度、割嘴高度)1.气体氧气:氧气是可燃气体燃烧时所必须的,以便为达到钢材的点燃温度提供所需的能量;另外,氧气是钢材被预热达到燃点后进行燃烧所必须的。
切割钢材所用氧气必须要有较高的纯度,一般要求在99.5%以上,氧气纯度每降低0.5%,钢板的切割速度就要降低10%左右。
如果氧气纯度降低0.8%-1%,不仅切割速度下降15%-20%,同时,割缝也随之变宽,切口下端挂渣多并且清理困难,严重影响切割质量,同时气体消耗量也随着增加。
可燃性气体:火焰切割中,常用的可燃性气体有乙炔、煤气、天然气、丙烷等,国外有些厂家还使用MAPP,即:甲烷+乙烷+丙烷。
一般来说,燃烧速度快、燃烧值高的气体适用于薄板切割;燃烧值低、燃烧速度缓慢的可燃性气体更适用于厚板切割,尤其是厚度在200mm以上的钢板,如采用煤气或天然气进行切割,将会得到理想的切割质量,只是切割速度会稍微降低一些。
相比较而言,乙炔比天然气要贵得多,但由于资源问题,在实际生产中,一般多采用乙炔气体,只是在切割大厚板同时又要求较高的切割质量以及资源充足时,才考虑使用天然气。
火焰的调火通过调整氧气和燃气的比例一般可以得到三种切割火焰:中性焰(即正常焰),氧化焰,还原焰正常火焰的特征是在其还原区没有自由氧和活性碳,有三个明显的区域,焰芯有鲜明的轮廓(接近于圆柱形)。
焰芯的成分是乙炔和氧气,其末端呈均匀的圆形和光亮的外壳。
外壳由赤热的碳质点组成。
焰芯的温度达1000℃。
还原区处于焰芯之外,与焰芯的明显区别是它的亮度较暗。
还原区由乙炔未完全燃烧的产物——氧化碳和氢组成,还原区的温度可达3000℃左右。
外焰即完全燃烧区,位于还原区之外,它由二氧化碳和水蒸气、氮气组成,其温度在1200~2500℃之间变化。
氧化焰是在氧气过剩的情况下产生的,其焰芯呈圆锥形,长度明显地缩短,轮廓也不清楚,亮度是暗淡的;同样,还原区和外焰也缩短了,火焰呈紫蓝色,燃烧时伴有响声,响声大小与氧气的压力有关,氧化焰的温度高于正常焰。
等离子切割机故障处理

>>等离子切割机电弧的稳定性直接影响着切割质量,等离子电弧不稳定现象,会导致切口参差不齐、积瘤等缺陷,也会导致控制系统的相关元件寿命降低,喷嘴、电极频繁更换。
针对此现象,进行分析并提出解决办法。
1.气压过低>>等离子切割机工作时,如工作气压远远低于说明书所要求的气压,这意味着等离子弧的喷出速度减弱,输入空气流量小于规定值,此时不能形成高能量、高速度的等离子弧,从而造成切口质量差、切不透、切口积瘤的现象。
气压不足的原因有:空压机输入空气不足,切割机空气调节阀调压过低,电磁阀内有油污,气路不通畅等。
>>解决方法是,使用前注意观察空压机输出压力显示,如不符合要求,可调整压力或检修空压机。
如输入气压已达要求,应检查空气过滤减压阀的调节是否正确,表压显示能否满足切割要求。
否则应对空气过滤减压阀进行日常维护保养,确保输入空气干燥、无油污。
如果输入空气质量差,会造成电磁阀内产生油污,阀芯开启困难,阀口不能完全打开。
另外,割炬喷嘴气压过低,还需更换电磁阀;气路截面变小也会造成气压过低,可按说明书要求更换气管。
2.气压过高>>若输入空气压力远远超过0.45MPa,则在形成等离子弧后,过大的气流会吹散集中的弧柱,使弧柱能量分散,减弱了等离子弧的切割强度。
造成气压过高的原因有:输入空气调节不当、空气过滤减压阀调节过高或者是空气过滤减压阀失效。
>>解决方法是,检查空压机压力是否调整合适,空压机和空气过滤减压阀的压力是否失调。
开机后,如旋转空气过滤减压阀调节开关,表压无变化,说明空气过滤减压阀失灵,需更换。
3.割炬喷嘴和电极烧损>>因喷嘴安装不当,如丝扣未上紧,设备各挡位调整不当,需用水冷却的割炬在工作时,未按要求通入流动的冷却水以及频繁起弧,都会造成喷嘴过早损坏。
>>解决方法是,按照切割工件的技术要求,正确调整设备各挡位,检查割炬喷嘴是否安装牢圄,需通冷却水的喷嘴应提前使冷却水循环起来。
等离子切割机的切割规范
等离子切割机的切割规范各种等离子弧切割工艺参数,直接影响切割过程的稳定性、切割质量和效果。
主要切割规范简述如下。
空载电压和弧柱电压。
等离子切割电源,必须具有足够高的空载电压,才能容易引弧和使等离子弧稳定燃烧。
空载电压一般为120-600V,而弧柱电压一般为空载电压的一半。
提高弧柱电压,能明显地增加等离子弧的功率,因而能提高切割速度和切割更大厚度的金属板材。
弧柱电压往往通过调节气体流量和加大电极内缩量未达到,但弧柱电压不能超过空载电压的65%,否则会使等离子弧不稳定。
切割电流。
增加切割电流同样能提高等离子弧的功率,但它受到最大允许电流的限制,否则会使等离子弧柱变粗、割缝宽度增加、电极寿命下降。
气体流量。
增加气本流量既能提高弧柱电压,又能增强对弧柱的压缩作用而使等离子弧能量更加集中、喷射力更强,因而可提高切割速度和质量。
但气体流量过大,反而会使弧柱变短,损失热量增加,使切割能力减弱,直至使切割过程不能正常进行。
电极内缩量。
所谓内缩量是指电极到割嘴端面的距离,合适的距离可以使电弧在割嘴内得到良好的压缩,获得能量集中、温度高的等离子弧而进行有效的切割。
距离过大或过小,会使电极严重烧损、割嘴烧坏和切割能力下降。
内缩量一般取8-11mm。
割嘴高度是指割嘴端面至被割工件表面的距离。
该距离一般为4~10mm。
它与电极内缩量一样,距离要合适才能充分发挥等离子弧的切割效率,否则会使切割效率和切割质量下降或使割嘴烧坏。
切割速度。
以上各种因素直接影响等离子弧的压缩效应,也就是影响等离子弧的温度和能量密度,而等离子弧的高温、高能量决定着切割速度,所以以上的各种因素均与切割速度有关。
在保证切割质量的前提下,应尽可能的提高切割速度。
这不仅提高生产率,而且能减少被割零件的变形量和割缝区的热影响区域。
若切割速度不合适,其效果相反,而且会使粘渣增加,切割质量下降。
等离子切割与火焰切割之比较
等离子切割与火焰切割之比较等离子切割迅速成为全球首选切割技术。
一位资深火焰切割用户可以在某些切割应用上获得良好的切割效果,例如,切割很厚的低碳钢。
不过,凭借出色的切割速度、卓越的切割质量以及切割其他种类金属的能力这一系列优势,等离子成为众多金属切割应用的理想之选。
1、更好的切割质量浮渣、热影响区、顶边圆角和切割角度是影响切割质量的几个主要因素。
尤其是在浮渣和热影响区这两个方面,等离子切割远远优于火焰切割,等离子切割的边缘基本不残留浮渣,而且热影响区小得多。
①浮渣等离子工艺使用高温带电气体熔化金属并将熔化后的金属材料从切割面上吹掉。
而火焰切割是利用氧气和钢之间产生的化学反应进行切割,因而会产生铁红渣或浮渣。
正由于这种工艺上的差异,等离子切割产生的浮渣较少,而且附着的浮渣更容易清除。
这些浮渣通常都可以轻松敲落,而无需磨平或铲除,大大减少了二次加工所需的时间。
更少的打磨操作带来更高的生产力。
②热影响区切割金属时需要关注的一个问题是所产生的热影响区大小。
高温会改变金属的化学结构,使受热边缘变暗(回火色)、翘曲,如果不除掉受热边缘,工件可能不适合进行二次焊接加工。
无论采用何种工艺,割炬移动越快,热影响区就越小。
等离子的快速切割特性使得所产生的热影响区较小,因而缩短了在清除受热边缘的二次加工上所花费的时间。
部分火焰切割用户也可能会关注回火色。
热影响区从外表看不出来,回火色则不然,它会使金属变色。
同样,等离子的快速切割这一特性使得回火色区域较小。
火焰切割的速度较慢,其在工件上形成回火色区域是使用等离子切割的5倍。
2、更高的生产效率等离子的切割和穿孔速度最快能达到火焰切割的85倍,生产效率的大幅提升可以带来巨大的效益,这还没算上在预热和二次加工方面所节省的时间。
3、更低的每零件成本分析成本时,必须了解运行成本和每个零件运行成本或每米运行成本之间的差异,这一点非常重要。
那么,如何确定切割一个零件的实际成本呢?每米运行成本是每小时切割所需的一切成本除以一小时内可以切割的总长度(米)所得的值。
等离子切割耗材损坏
等离子切割耗材损坏等离子切割耗材损坏概述等离子切割是一种常见的金属加工方式,其原理是通过产生高温等离子体将金属材料进行切割。
在这个过程中,使用的耗材包括气体、电极、喷嘴等,其中喷嘴是最容易损坏的部件之一。
本文将从喷嘴损坏的原因、影响以及如何避免损坏等方面进行阐述。
喷嘴损坏的原因1. 磨损:在使用过程中,由于金属颗粒和气体流动摩擦,会使得喷嘴表面逐渐磨损。
当磨损达到一定程度时,会使得喷嘴直径变大,导致切割质量下降。
2. 氧化:在高温高压的环境下,喷嘴表面容易发生氧化反应。
当氧化物沉积在表面时,会影响气体流动,并且增加热传导阻力。
3. 堵塞:当金属颗粒或其他异物进入喷嘴内部时,会导致堵塞。
这不仅会影响气体流动,还会增加热传导阻力,导致喷嘴过热。
影响1. 切割质量下降:喷嘴损坏会导致切割质量下降,表现为切口变宽、边缘不光滑等。
2. 生产效率低下:当喷嘴损坏时,需要停机更换,这会导致生产效率低下。
3. 维修成本增加:频繁更换喷嘴会增加维修成本。
如何避免损坏1. 选择合适的材料:选择耐高温、耐磨损的材料制造喷嘴,可以有效延长使用寿命。
2. 定期维护:定期清洗和检查喷嘴内部,防止异物进入并及时更换磨损严重的部件。
3. 控制切割参数:合理控制切割参数可以减少喷嘴的磨损和过热现象。
4. 提高操作技能:提高操作技能可以减少误操作带来的损坏风险。
结论在等离子切割中,喷嘴是最容易损坏的部件之一。
喷嘴损坏会导致切割质量下降、生产效率低下以及维修成本增加等问题。
为了避免喷嘴损坏,需要选择合适的材料、定期维护、控制切割参数以及提高操作技能等。
这样可以有效延长喷嘴的使用寿命,提高生产效率和质量。
cut等离子切割机参数
cut等离子切割机参数
以下是一般的等离子切割机的参数:
1. 切割厚度:通常可以切割的材料厚度范围为0.5毫米至50毫米。
2. 切割速度:切割速度可以根据材料的不同进行调整,通常在1000毫米/分钟至8000毫米/分钟之间。
3. 切割精度:切割精度取决于机器的控制系统和切割头的精准度,通常可以达到±0.5毫米。
4. 切割面质量:等离子切割可以产生平滑的切割表面,但在切割厚度增加和切割速度加快时,切割面质量可能会有所降低。
5. 等离子气体:切割时使用的等离子气体通常为氧气、氮气或压缩空气。
6. 功率需求:切割机的功率需求取决于切割机的尺寸和切割厚度,通常在30千瓦至200千瓦之间。
这些参数可能会根据不同的切割机型号和制造商有所变化,所以在购买前最好咨询相关的销售代表获取详细的参数信息。
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影响等离子切割质量的五大因素
数控等离子切割机的加工质量对于企业生产具有十分重要的意义,在目前等离子切割所应用的众多领域里,对切割精度及坡口斜度的改进将为企业的二次加工带来巨大效益。
下面为大家详细介绍影响等离子切割质量的五项重要因素,掌握此部分知识,从此切割质量不用愁。
图1:数控等离子切割机现场应用
一、数控等离子切割机工作气体
数控等离子切割机工作气体与流量是影响切割质量效果的一项主要参数,目前所普遍
采用空气等离子切割仅为众多工作气体中的一类,概因使用成本相对较低而得到广泛普及,但从加工效果来说的确有所欠缺,我们所指的数控等离子切割机工作气体包括切割气体和辅助气体,有些设备还要求起弧气体,通常要根据切割材料的种类、厚度和切割方法来选择合适的工作气体。
切割气体既要保证等离子射流的形成,又要保证去除切口中的熔融金属和氧化物。
过大的气体流量会带走更多的电弧热量,使得射流的长度变短,导致切割能力下降和电弧不稳。
过小的气体流量则使等离子弧失去应有的挺直度而使切割的深度变浅,同时也容易产生挂渣。
因此,气体流量一定要与切割电流和速度配合的很好。
现在的等离子弧切割机大多靠气体压力来控制流量,因为当割炬孔径一定时,控制了气体压力也就控制了流量。
切割一定板厚材料所使用的气体压力通常要按照客户提供的数据选择,若有其它的特殊应用时,气体压力需要通过实际切割试验来确定。
最常用的工作气体有:空气、氧气、氮气、氩气以及H35、氩-氮混合气体等。
1.空气中含有体积分数约78%的氮气,所以利用空气切割所形成的挂渣情况与用氮气切割时很相像;空气中还含有体积分数约21%的氧气,因为氧的存在,用空气切割低碳钢材料的速度也很高;同时空气也是最经济的工作气体。
但单独使用空气切割时,会出现挂渣、切口氧化、增氮等问题,而且电极和喷嘴的寿命较低也会影响工作效率和切割成本。
2.氧气可以提高切割低碳钢材料的速度。
使用氧气进行切割时,切割模式与火焰切割很相像,高温高能的等离子弧使得切割速度更快,但是必须配合使用抗高温氧化的电极,同时对电极进行起弧时的防冲击保护,以此延长电极的寿命。
3.氢气通常是作为辅助气体与其它气体混和作用,如著名的气体H35(氢气的体积分数为35%,其余为氩气)是等离子弧切割能力最强的气体之一,这主要需利于氢气。
由于氢气能显著提高电弧电压,使氢等离子射流有很高的焓值,当与氩气混合使用时,其等离子射流的切割能力大大提高。
一般对厚度70mm以上的金属材料进行切割,常用氩和氢作为切割气体。
若使用水射流对氩+氢气等离子弧进一步压缩,还可获得更高的切割效率。
4.氮气是一种常用的工作气体,在有较高电源电压的条件下,氮气等离子弧有较好的稳定性和比氩气更高的射流能量,即使是切割液态金属粘度大的材料(如不锈钢、镍基合金)时,切口下缘的挂渣量也很少。
氮气可以单独使用,也可以同其它气体混和使用,如自动化切割时经常使用氮气或空气作为工作气体,这两种气体已经成为高速切割碳素钢的标准气体。
有时氮气还被用作氧等离子弧切割时的起弧气体。
5.氩气在高温时几乎不与任何金属发生反应,氩气等离子弧很稳定,而且所使用的喷嘴与电极有较高的使用寿命。
但氩气等离子弧的电压较低,焓值不高,切割能力有限,与空气切割相比其切割的厚度大约会降低25%。
另外,在氩气保护环境中,熔化金属的表面张力较大,要比在氮气环境下高出约30%,所以会有较多的挂渣问题。
即使使用氩和其它气体的混合气切割也会有粘渣倾向。
因此,现已很少单独使用纯氩气进行等离子切割。
二、数控等离子切割机切割速度
除了工作气体对切割质量有影响外,切割速度对数控等离子切割机的加工质量也有重要影响。
切割速度:最佳切割速度范围可按照设备说明选定或用试验来确定,由于材料的薄厚度、材质、熔点高低、热导率大小以及熔化后的表面张力等因素的影响,切割速度也会发生相应的变化。
其主要表现为:
1.切割速度适度地提高能改善切口质量,即切口略有变窄,切口表面更平整,同时可减小变形。
2.切割速度过快使得切割的线能量低于所需的量值,切缝中射流不能快速将熔化的切割熔体立即吹掉而形成较大的后拖量,伴随着切口挂渣,切口表面质量下降。
3.当切割速度太低时,由于切割处是等离子弧的阳极,为了维持电弧自身的稳定,阳极斑点或阳极区必然要在离电弧最近的切缝附近找到传导电流的地方,同时会向射流的径向传递更多的热量。
因此,会使切口变宽,切口两侧熔融的材料在底缘聚集并凝固,形成不易清理的挂渣,而且切口上缘因加热熔化过多而形成圆角。
4.当速度极低时,由于切口过宽,电弧甚至会熄灭。
由此可见,良好的切割质量与切割速度是分不开的。
三、数控等离子切割机切割电流
图2:数控等离子切割机切割电源
数控等离子切割机切割电流是重要的切割工艺参数,直接决定了切割的厚度和速度。
正确使用数控等离子机进行高质量的快速切割,必须对切割工艺参数进行深刻地理解和掌握。
1.切割电流增大,电弧能量增加,切割能力提高,切割速度随之增大。
2.切割电流增大,电弧直径增加,电弧变粗使得切口变宽。
3.切割电流过大使得喷嘴热负荷增大,喷嘴过早地损伤,切割质量自然也下降,甚至无法进行正常割。
在等离子切割前选用电源的时候,不能选择太大或太小的电源。
太大的电源,在切割成本上是一种浪费,因为根本就用不了那么大的电流。
但也不能为了节约切割成本预算,选用过小的电源,在实际切割时不能达到切割要求,这样对数控切割机本身是一种很大的伤害!因此,要根据材料的厚度正确选用切割电流和相应的喷嘴。
四、数控等离子切割机喷嘴高度
图3:数控等离子切割机喷嘴高度
数控等离子切割机喷嘴高度是指喷嘴端面与切割表面的距离,它构成了整个弧长的一部分。
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。
在两个因素综合作用的情况下,前者的作用往往完全被后者所抵消,反而会使有效的切割能量减小,致使切割能力降低。
通常表现为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,射流直径在离开割炬口后是向外膨胀的,喷嘴高度的增加必然引起切口宽度加大。
所以,选用尽量低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。
五、数控等离子切割机电弧功率
数控等离子切割机为了获得高压缩性的等离子弧切割电弧,切割喷嘴都采用了较小的喷嘴孔径、较长的孔道长度并加强了冷却效果,这样可以使得喷嘴有效断面内通过的电流增
加,即电弧的功率密度增大,但同时压缩也使得电弧的功率损失加大。
因此,实际用于切割的有效能量要比电源输出的功率小,其损失率一般在25%~50%之间,有些方法如水压缩等离子弧切割的能量损失率会更大,在进行切割工艺参数设计或切割成本的经济核算时应考虑这个问题。
在工业中使用的金属板厚大多是在50mm以下,在这个厚度范围内用常规的等离子弧切割往往会形成上大下小的割口,而且割口的上边缘还会导致切口尺寸精度下降并增加后续加工量。
当采用氧和氮气等离子弧切割碳钢、铝和不锈钢时,当板厚在10~25mm范围内时,通常是材料越厚,端边的垂直度越好,其切割棱边的角度误差在1度~4度。
当板厚小于1mm,随板厚的减小,切口角度误差从3°~4°增加到15°~25°。
一般认为,这种现象的产生原因是由于等离子射流在割口面上的热输入不平衡所致,即在割口的上部等离子弧能量的释放多于下部。
能量释放的不平衡,与很多工艺参数密切相关,如等离子弧压缩程度、切割速度及喷嘴到工件的距离等。
增加电弧的压缩程度可以使高温等离子射流延长,形成更为均匀的高温区域,同时加大射流的速度,可以减小切口上下的宽度差。
然而,常规喷嘴的过度压缩往往会引起双弧现象,双弧不但会损耗电极和喷嘴,使切割过程无法进行,而且也会导致切口质量的下降。
另外,过大的切割速度和过大的喷嘴高度都会引起切口上下宽度差的增加。
来源:内部稿件。