等离子切割工艺参数解析

等离子切割可以切割氧气切割难以切割的金属,尤其对于有色金属,比如:不锈钢、铝合金、铜合金、钛合金、镍合金等,当然也适用于碳钢。目前已经广泛应用于汽车、机车、压力容器、化工机械、核工业、通用机械、工程机械、等各行各业。
我们都知道,焊接时必须采用合理的焊接工艺参数,同样等离子切割也必须采用合适的切割工艺参数,工艺参数直接影响切割过程的稳定性、质量和效果。通常情况下影响等离子切割质量的工艺参数主要包括以下几个方面。

1、空载电压和弧柱电压

同焊接需要焊接电源一样,等离子切割必须有切割电源,为便于引弧和保证等离子弧稳定燃烧,切割电源必须有足够高的空载电压,空载电压一般为120-600 V。
弧柱电压决定了等离子弧切割时的功率,弧柱电压越高,同种厚度情况下可以提高切割速度,或者保证切割速度不变情况下切割金属厚度更大。
弧柱电压通常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。弧柱电压一般为空载电压的50%。

2、切割电流

除了弧柱电压外,切割电流也是影响等离子切割的关键参数之一,同增加弧柱电压一样,增加切割电流同样能提高等离子弧的功率从而提高切割速度和厚度。
但是切割电流也不能太大,切割电流过大,会使等离子弧柱变粗,从而导致割缝宽度增加影响材料利用率,同时会造成电极寿命下降,因此切割电流不得超过最大允许电流。
总之,等离子切割机的切割电流的增大,等离子电弧能量增加,切割能力提高,切割速度是随之增大。等离子切割机的切割电流增大,等离子电弧直径增加,电弧变粗使得切口变宽。等离子切割机的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,甚至无法进行正常切割。所以在切割前要根据材料的厚度正确选用切割电流和相应的喷嘴。

3、气压和流量

气体流量也是影响等离子切割的主要参数,需要选择合适的气体流量范围。其他条件不变的情况下,增加气体流量可以提高弧柱电压,同时增强对弧柱的压缩作用,从而使等离子弧能量更加集中、喷射力更强,可有效提高等离子切割的速度和质量。
同样气体流量不能过大,如果气体流量过大,会使弧柱变短,造成热量损失,反而使切割能力减弱,直至有可能使切割过程不能正常进行。
总之,要保证等离子气体正确的气压和流量,等离子气压和流量对易损件的使用寿命非常重要。如果气压太高,电极的寿命就会大大缩短,如气压太低,喷嘴的寿命就会受到影响。

4、电极内缩量

电极内缩量:是指电极到割嘴端面的距离。
必须采用合适的电极内缩量,合适的内缩量可以使电弧在割嘴内得到良好的压缩,从而获得能量集中、温度高的等离子弧,实现高效切割。
电极内缩量一般取8-11 mm,内缩量不能过大或过小,否则会使烧损电极、烧坏割嘴并使切割能力下降。

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。
切割过程中,割嘴高度是等离子弧长的一部分,弧长的高低都会对切割割缝产生影响。我们一般用割嘴高度的控制来调节割缝精度。
等离子切割机一般使用横流或陡降外特征的电源,一旦喷嘴高度变高了,同时电流几乎没变化,此消彼长,弧长就会增长,继而增加电弧电压,最终提高了电弧功率,而且同时暴露在外的弧长也会增长,弧柱损失的能量增多,切割时,切割射流的吹力就会减弱,切割能力就会降低很多,切割完后就会发展切口下部会有很多残熔渣,上部边缘熔化时间久了就会出现圆角等。
而且切割过程中,射流直径在离开枪口后是向外膨胀的,割嘴高度增加会加大切口宽度,影响切割速度和切割质量的好坏。
为了避免以上问题,等离子切割尽量选用小的喷嘴高度,这样做不仅可以提高切割速度还可以确保切割完的产品质量,但是切忌喷嘴高度不能过低,否则会出现双狐现象。割嘴高度一般为3~10 mm。

6、切割速度

在保证切割质量的前提下,应尽可能地提高切割速度。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。
除了上述参数影响切割速度外,不同的辅助切割气体切割速度规范也不尽相同,空气等离子弧在切割碳钢板时,以230 A切割电流为标准,6 mm厚度碳钢板切割速度可达到3300 mm/min较为适宜,如果换用纯氧切割,在同样230 A的切割电流时,对6 mm厚度碳钢板纯氧等离子切割可提高到3700 mm/min。
以上是影响等离子切割的主要工艺参数,实际应用中要选择并匹配合理的切割参数,同时尽量采用加大的切割速度,在保证切割质量的同时,提高切割效率并有效降低切割变形。
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