等離子(zi)弧(hu)切割工(gong)藝參(can)數主要有:切割電流、空載電壓、切割速度、氣體流量、噴嘴至割件的距離、鎢極內縮量割炬角度、鎢棒端部(bu)形(xing)狀(zhuang)等。
1. 切割電流
切割電流直徑影響切割金屬的厚度和切割速度,由于切割電流受噴嘴孔徑和電極的限制,所以不能大幅度地提高,為了提高電弧功率,可通過增加切割電壓來實現,這樣不會降低噴嘴的使用壽命。對于非氧化性氣體等離子弧切割時,可參照下式選用:
l=(70~100)d
式中(zhong):I -切割電(dian)流,A;
d - 噴(pen)嘴孔徑,mm.
2. 空(kong)載電(dian)壓和切割電(dian)壓
切(qie)割(ge)(ge)電(dian)(dian)壓是切(qie)割(ge)(ge)過程中最主要的工(gong)(gong)藝參(can)數之一(yi),但它不是一(yi)個獨(du)立的工(gong)(gong)藝參(can)數,它除與(yu)電(dian)(dian)源空(kong)載(zai)電(dian)(dian)壓大小有關(guan)外(wai),還取決(jue)于工(gong)(gong)作氣體的種類和(he)流量(liang)(liang)、噴(pen)嘴(zui)的結構、噴(pen)嘴(zui)與(yu)工(gong)(gong)件間的距(ju)離和(he)切(qie)割(ge)(ge)速度等(deng)。這些參(can)數確(que)定(ding)后(hou),切(qie)割(ge)(ge)電(dian)(dian)壓就自然(ran)確(que)定(ding)。如氣體流量(liang)(liang)增加(jia)、噴(pen)嘴(zui)與(yu)工(gong)(gong)件的距(ju)離加(jia)大,都會使切(qie)割(ge)(ge)電(dian)(dian)壓相應升高。
空載電(dian)壓與使用的工(gong)作(zuo)氣體的電(dian)離度相(xiang)關,根(gen)據預定(ding)使用的工(gong)作(zuo)氣體種類和切割厚(hou)度,在切割電(dian)源設計(ji)時(shi)已確定(ding)。但它會(hui)影響到切割電(dian)壓。
一般來說,工(gong)作電(dian)(dian)壓(ya)高,電(dian)(dian)弧功(gong)率(lv)大(da),切割(ge)能力也就(jiu)高。國內在(zai)切割(ge)厚度大(da)的不(bu)銹鋼時,常采用提高切割(ge)電(dian)(dian)壓(ya),而不(bu)借助增大(da)切割(ge)電(dian)(dian)流的方(fang)法。但電(dian)(dian)壓(ya)高,特別(bie)是手(shou)工(gong)切割(ge)時,存(cun)在(zai)安(an)全(quan)問題。
3. 切割(ge)速度
切制速(su)度(du)(du)不(bu)僅是反(fan)映切割(ge)生產率的一個重要指標,而且(qie)極(ji)大地影(ying)響著(zhu)切割(ge)質量。切割(ge)速(su)度(du)(du)過大,割(ge)件(jian)不(bu)能(neng)割(ge)穿;切割(ge)速(su)度(du)(du)過慢(man),不(bu)但降低(di)生產率,而且(qie)粘渣增(zeng)加,易出現(xian)割(ge)縫表面粗(cu)糙等缺陷,割(ge)件(jian)變形(xing)也大。
不同(tong)切割(ge)(ge)速度(du)對切割(ge)(ge)質量的(de)影響見表3-26.
4. 氣體流量(liang)
要與(yu)噴(pen)嘴孔(kong)徑相(xiang)適應。增加氣體(ti)流量(liang)既(ji)能(neng)(neng)提(ti)高工作電壓,又能(neng)(neng)增強對電弧(hu)的(de)壓縮作用,使(shi)(shi)(shi)等離子弧(hu)的(de)能(neng)(neng)量(liang)更加集中(zhong),有利(li)于提(ti)高切割(ge)速度和切割(ge)質量(liang)。但氣體(ti)流量(liang)過(guo)大(da)時,反(fan)而(er)會(hui)使(shi)(shi)(shi)切割(ge)能(neng)(neng)力減弱(ruo)。這是因為部分電弧(hu)熱量(liang)被(bei)冷卻(que)的(de)氣流帶走,使(shi)(shi)(shi)熔化金屬的(de)熱量(liang)減少(shao);過(guo)大(da)的(de)氣體(ti)流量(liang)還會(hui)使(shi)(shi)(shi)電弧(hu)不穩定,使(shi)(shi)(shi)切割(ge)過(guo)程(cheng)不能(neng)(neng)正常進行。
5. 噴(pen)嘴至割件的距離(li)
在(zai)電極(ji)內縮量一定時(通(tong)常為2~4mm),噴(pen)嘴至(zhi)割件的(de)距(ju)離一般為6~8mm,當工件厚度較大時,可(ke)以(yi)增加到10~15mm.距(ju)離過大,會影響電弧功率(lv)的(de)有效利用,使切割能力(li)降低,割縫變寬(kuan);距(ju)離過小(xiao),雖然功率(lv)得到充分(fen)利用,但操(cao)作控制(zhi)較難。
6. 工作氣體種(zhong)類
等離子弧(hu)切(qie)割最常(chang)用(yong)的(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體為(wei)氮(dan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)、氫氣(qi)(qi)(qi)(qi)、氬氣(qi)(qi)(qi)(qi)、氮(dan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)+氫氣(qi)(qi)(qi)(qi)等,空氣(qi)(qi)(qi)(qi)等離子弧(hu)切(qie)割采用(yong)壓縮(suo)空氣(qi)(qi)(qi)(qi)或離子氣(qi)(qi)(qi)(qi)為(wei)常(chang)用(yong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體,而外噴(pen)射(she)為(wei)壓縮(suo)空氣(qi)(qi)(qi)(qi)。水再壓縮(suo)等離子弧(hu)切(qie)割采用(yong)常(chang)用(yong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體為(wei)工作(zuo)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體,外噴(pen)射(she)為(wei)高(gao)壓水。
氮氣既經濟又能保(bao)證質量,適(shi)合切(qie)割液態(tai)流動性差的(de)不銹鋼(gang),切(qie)割用氮氣純度不低于99.5%.
氬氣容易熱(re)電離,使(shi)電弧燃(ran)燒穩定,但價格高。適合切割薄板,純度要求在95%以上。
不銹鋼小(xiao)電流空氣等(deng)離(li)子(zi)弧切(qie)割(ge)工藝參數見表3-27.
不(bu)同種(zhong)類氣體切割不(bu)銹鋼的切割規范見(jian)表3-28.
7. 鎢(wu)極內縮量
鎢極內縮量是生產實踐中發現的,它是等離子弧切割中一個非常重要的參數,這個數值一般用ΔLy表示,如圖3-4所示。
ΔLy的大小對切割效率、電極燒損等都有很大的影響,如ΔLy太小而電極縮進噴孔時,由于氣體流量的沖擊以及在高溫下氣體和電極的化合作用會使電極燒損嚴重,導致等離子弧不穩定,壓縮效果差,切割穿透力差,甚至使切割無法進行。如果ΔLy太大,電弧不夠穩定,易產生“雙弧”,使切割能力減弱。電極端頭在噴嘴內的適當位置(如用LG-400-1等離子弧切割機的割炬進行切割時)Ly為8~10mm較合適,Ly=L?+ΔLy,其中L?為噴嘴孔道長度,ΔLy=2~4mm.焊工在切割前應參考該數據去安裝電極。
8. 割炬的角度
為保(bao)證切(qie)割(ge)(ge)(ge)不發生偏斜,切(qie)口光滑,在(zai)(zai)(zai)割(ge)(ge)(ge)口底面不造成熔瘤,應在(zai)(zai)(zai)整個切(qie)割(ge)(ge)(ge)過程(cheng)中,割(ge)(ge)(ge)炬(ju)(ju)與(yu)割(ge)(ge)(ge)縫平(ping)面保(bao)持垂直。為了提高切(qie)割(ge)(ge)(ge)質量和生產率(lv),可將割(ge)(ge)(ge)炬(ju)(ju)在(zai)(zai)(zai)所在(zai)(zai)(zai)平(ping)面內向與(yu)切(qie)割(ge)(ge)(ge)方向相反(fan)的方向傾斜一(yi)(yi)個角度(du)(一(yi)(yi)般為0°~45°),如圖3-5所示。當采用(yong)小(xiao)功率(lv)切(qie)割(ge)(ge)(ge)薄(bo)板時(shi),其(qi)角度(du)可大些(xie),而采用(yong)大功率(lv)切(qie)割(ge)(ge)(ge)厚板時(shi),其(qi)角度(du)可小(xiao)一(yi)(yi)些(xie)。
9. 鎢棒端部形狀
電極(ji)(ji)端部(bu)的(de)形(xing)狀影響電弧的(de)穩定性,電極(ji)(ji)端部(bu)磨成(cheng)一定的(de)角(jiao)度(du)所產生的(de)焰流(liu)要比(bi)平面形(xing)狀時穩定,通常是把鎢棒端部(bu)磨成(cheng)一角(jiao)度(du),如圖3-6所示。