2.2.4切割方法
等离子切割方法除一般形式外,派生出的形式还有水压缩等离子切割等。最常用的方法是一般等离子切割和空气等离子切割。
(1)一般等离子切割:一般的等离子切割不用保护气,工作气体和切割气体从同一喷嘴内喷出。引弧时,喷出小气流离子气体作为电离介质;切割时,则同时喷出大气流气体以排除熔化金属。
(2)空气等离子切割:空气等离子切割一般使用压缩空气作为离子气,这种方法切割成本低,气源来源方便。压缩空气在电弧中加热、分解和电离,生成的氧气切割金属产生化学放热反应,加快切割速度。充分电离了的空气等离子体的热焓值高,因而电弧的能量大,切割速度快。
2.2.5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:
1.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来达到,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。
2.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。
3.气体流量
增加气体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。
4.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。
5.割嘴高度
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。
6.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。
2.2.6切割设备
等离子切割系统主要由供气装置水装置、电源以及割枪几部分组成。水冷枪还需有冷却循环水装置。
1.供气装置 空气等离子弧切割的供气装置的主要设备是一台大于l.5kw的空气压缩机,切割时所需气体压力为0.3—0.6MPa。如选用其他气体,可采用瓶装气体经减压后供切割时使用。
2.电源 等离子切割采用具有陡降或恒流外特性的直流电源。为获得满意的引弧及稳弧效果,电源空载电压一般为电弧电压的两倍。常用切割电源空载电压为350—400V。
3.割枪 割枪的具体形式取决于割枪的电流等级,一般60A以下割枪多采用风冷结构;而60A以上割枪多采用水冷结构。割枪中的电极可采用纯钨、钍钨、钟钨棒,也可采用镶嵌式电极。电极材料优先选用铸钨。等离子切割具有切割厚度大、切割灵活、装夹工件简单及可以切割曲线等优点,可以广泛应用于所有的金属材料和非金屑材料的切割。
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