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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多个领域中，对于精度及坡口斜度的改进将为企业的二次加工带来显著效益，今天，我们专门找来影响等离子切割质量的五项重要因素，为方便用户深入了解这五大参量对于数控等离子切割机加工质量的改进与实际操作，下面我们将分别予以介绍。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只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协助气体，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，又要保证去掉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变浅，同时也容易产生挂渣；所以气体流量一定要与切割电流和速度很好的配合。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。常用的工作气体有：氩气、氮气、氧气、空气以及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想像；空气中还含有体积分数约21％的氧气，因为氧的存在，用空气的切割低碳钢材料的速度也很高；同时空气也是很经济的工作气体。但单独使用空气切割时，会有挂渣以及切口氧化、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想像，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，以延长电极的寿命。3.氢气通常是作为协助气体与其它气体混和作用，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好的气体之一，这主要得利于氢气。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，常用氩＋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力，即使是切割液态金属粘度大的材料如不锈钢和镍基合金时，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。
数控等离子切割是集数控、等离子和逆变电源技术于一体的高新技术，相对数控火焰切割具有切割速度快、效率高、切割面质量好、切割尺寸、工件热变形小等优点，在铁路、船舶、航空和机械制造等制造业中得到广范应用。目前，制备车间有两台数控等离子切割设备，主要用于长大配件、形状复杂的异形工件的切割下料，尤其是在当前公司小批量多品种订单较多的生产形势下，数控等离子切割的优势愈加明显。本文主要针对数控切割过程中出现的常见质量问题进行原因分析，并提出了解决和控制措施。1.数控等离子切割的工作原理数控等离子切割是以高温、高速的等离子弧为热源，以压缩气体为工作介质 , 通过被压缩气体电离形成高温、高速的等离子电弧 , 将被切割的金属或非金属局部熔化（或蒸发），同时用高速、高压气流将已熔化的金属或非金属“吹离”基体而形成狭窄而光洁切口的一个过程，如图1所示。图片图 1 数控等离子切割示意2.影响数控等离子切割的因素分析与控制措施数控等离子切割常见的质量缺陷有：穿孔缺陷、切割变形、熔渣、断面倾斜以及波纹等。而在实际生产中影响切割质量的因素主要有：切割程序代码、原材料平面度及内应力、起收弧缺陷、切割速度、切割顺序、弧压高度等，这些因素控制不当都会产生质量缺陷，因此如何采取控制措施质量缺陷是我们需要解决的主要问题。（1）切割程序代码 数控等离子切割是通用数控程序代码来实现产品加工的，因此程序代码的正确与否，直接影响产品切割质量。在车间以往的切割生产中，曾发生过因程序代码错误和错误调用产生的质量问题。控制措施：解决这一问题就要从源头上加以控制，一是增加数控程序的校核过程，确保切割代码正确性；二是建立程序和图纸的资源库，减少因多次编制造成的错误概率增加；三是对程序进行统一编号，规范管理，如：利用物料代码的性对程序进行编码，可以避免因程序调用错误产生质量问题。（2）原材料的不平度和内应力 原材料的不平度和内在应力，对切割质量的影响非常大。目前车间使用的大部分原材料在切割前都要经过预处理线抛丸除锈和底漆喷涂，尤其是2~8mm的卷板，在经过抛丸处理以后，内部应力分布不均匀，板材会产生不同程度的变形，影响数控等离子切割的尺寸精度。控制措施：针对原材料不平度和内应力，可以在切割前，对原材料增加一道校平工序，进一步释放板材内在应力，一般将板材的平面度控制在≤2mm/m2，能够有效保证切割产品质量。（3）起收弧缺陷 起收弧缺陷是等离子切割件中常见的切割缺陷。起弧缺陷一般是由板料不平、工件切割过程中发生变形或位移，起弧线、补偿值设置不合理等原因造成的。由于板料不平，工件和母板脱离时会向下掉落，掉落瞬间会被等离子流灼伤，造成起弧缺陷。控制措施：根据实际情况设置提前收弧时间，使工件掉落时刚好停弧或者在编程时去掉引出线。另外对于工件切割过程中发生变形或位移，产生的起收弧微小缺陷可以通过设置四分之一圆弧的起收弧线来弥补。（4）切割速度 切割速度主要是影响切割断面的斜度和波纹。切割速度加快会导致切口斜度变大，过快会在切口处出现波纹和毛刺，甚至会无法切透或断弧。切割速度过慢也会出现毛刺，并会使切缝变宽，影响工件尺寸与质量，降低了切割效率。控制措施：数控等离子切割不同厚度的钢板时，需选择不同型号割嘴和耗材，同时也对应着不同的切割速度和切割参数设置。附表是本人针对精细等离子切割机整理的常用板材选择割嘴和切割速度。精细等离子常用板材切割速度图片（5）切割顺序 切割顺序的选择对于保证切割质量也非常关键。尤其是在多种配件数控套裁下料时，切割顺序的选择将影响整张板材的成品率。在车间D11配件生产中，就出现了因切割顺序选择不当造成母材变形产生位移，使后续产品无法完成切割情况。控制措施：切割顺序选择应遵循先内后外，先小后大的原则；即先切割工件内轮廓，后切割外轮廓；先切割母材中面积小的零件，后切割大尺寸的零件，可使尺寸大的零件周边的材料质量变轻，有利于减小大尺寸零件切割时产生的热变形偏差；此外，在能保证的切割质量的前提下，应尽量选择近的切割路线。（6）弧压高度控制 弧压高度是指在切割过程中等离子割炬与工件表面的高度距离，弧压的高度主要会影响工件切口的断面质量，因此弧压控制也很重要，控制不当会导致断弧或熔切不透。控制措施：在实际切割过程中 ,调整割炬高度与电弧压力：割炬高度一般应在 3～6mm 之间，根据实际板厚与板料的不平度情况微调割炬高度与电弧压力，在其他因素不变的情况下可减小切口的斜度，改善切口质量，减少断弧率，达到更加理想的效果。、3.结语综上所述，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。总之，数控等离子切割机的切割质量控制除了以上提到的因素外还有其它影响因素，需要我们在实际操作中总结经验并不断改进。随着数控技术自动化、柔性化、集成化、高速化的发展，我们相信数控切割技术的应用会越来越广泛，而数控等离子切割技术也将会越来越完美。
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