|
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、切割尺寸精确、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。 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消除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：利用物料代码的唯一性对程序进行编码，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最常见的切割缺陷。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 （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，在能保证最佳的切割质量的前提下，应尽量选择最近的切割路线。 （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。 来源：金属加工 |
|
|
