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數(shù)控等離子切割機(jī)在切割過程中具有割速快、割縫小等特點(diǎn),但許多用戶企業(yè)在實(shí)際操作過程往往會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題,導(dǎo)致實(shí)際切割速度有限、割縫過大、割面不整等現(xiàn)象,那么,我們?nèi)绾螌?duì)數(shù)控等離子切割機(jī)操作這一問題正確理解呢?
一、數(shù)控等離子切割機(jī)噴嘴高度:
指噴嘴端面與切割表面的距離,它構(gòu)成了整個(gè)弧長(zhǎng)的一部分。由于等離子弧切割一般使用恒流或陡降外特征的電源,噴嘴高度增加后,電流變化很小,但會(huì)使弧長(zhǎng)增加并導(dǎo)致電弧電壓增大,從而使電弧功率提高;但同時(shí)也會(huì)使暴露在環(huán)境中的弧長(zhǎng)增長(zhǎng),弧柱損失的能量增多。
在兩個(gè)因素綜合作用的情況下,前者的作用往往完全被后者所抵消,反而會(huì)使有效的切割能量減小,致使切割能力降低。通常表現(xiàn)是切割射流的吹力減弱,切口下部殘留的熔渣增多,上部邊緣過熔而出現(xiàn)圓角等。
另外,從等離子射流的形態(tài)方面考慮,射流直徑在離開槍口后是向外膨脹的,噴嘴高度的增加必然引起切口寬度加大。所以,選用盡量小的噴嘴高度對(duì)提高切割速度和切割質(zhì)量都是有益的,但是,噴嘴高度過低時(shí)可能會(huì)引起雙弧現(xiàn)象。采用陶瓷外噴嘴可以將噴嘴高度設(shè)為零,即噴口端面直接接觸被切割表面,可以獲得很好的效果。
二、數(shù)控等離子切割機(jī)切割功率密度:
為了獲得高壓縮性的等離子弧切割電弧,切割噴嘴都采用了較小的噴嘴孔徑、較長(zhǎng)的孔道長(zhǎng)度并加強(qiáng)了冷卻效果,這樣可以使得噴嘴有效斷面內(nèi)通過的電流增加,即電弧的功率密度增大。但同時(shí)壓縮也使得電弧的功率損失加大。
因此,實(shí)際用于切割的有效能量要要比電源輸出的功率小,其損失率一般在25%~50%之間,有些方法如水壓縮等離子弧切割的能量損失率會(huì)更大,在進(jìn)行切割工藝參數(shù)設(shè)計(jì)或切割成本的經(jīng)濟(jì)核算時(shí)應(yīng)該考慮這個(gè)問題。
舉例:在工業(yè)中使用的金屬板厚大多是在50mm以下,在這個(gè)厚度范圍內(nèi)用常規(guī)的等離子弧切割往往會(huì)形成上大下小的割口,而且割口的上邊緣還會(huì)導(dǎo)致切口尺寸精度下降并增加后續(xù)加工量。
當(dāng)采用氧和氮?dú)獾入x子弧切割碳鋼、鋁和不銹鋼時(shí),當(dāng)板厚在10~25mm范圍內(nèi)時(shí),通常是材料越厚,端邊的垂直度越好,其切割棱邊的角度誤差在1度~4度。當(dāng)板厚小于1mm,隨板厚的減小,切口角度誤差從3度~4度增加到15度~25度。
一般認(rèn)為,數(shù)控等離子切割機(jī)產(chǎn)生這種現(xiàn)象的產(chǎn)生原因是由于等離子射流在割口面上的熱輸入不平衡所致,即在割口的上部等離子弧能量的釋放多于下部。這個(gè)能量釋放的不平衡,與很多工藝參數(shù)密切相關(guān),如等離子弧壓縮程度、切割速度及噴嘴到工件的距離等。
增加電弧的壓縮程度可以使高溫等離子射流延長(zhǎng),形成更為均勻的高溫區(qū)域,同時(shí)加大射流的速度,可以減小切口上下的寬度差。然而,常規(guī)噴嘴的過度壓縮往往會(huì)引起雙弧現(xiàn)象,雙弧不但會(huì)損耗電極和噴嘴,使切割過程無法進(jìn)行,而且也會(huì)導(dǎo)致切口質(zhì)量的下降。另外,過大的切割速度和過大的噴嘴高度都會(huì)引起切口上下寬度差的增加。