浅谈等离子切割机在切割板管材中的应用

孙玉东 李海波 车振龙

摘 要：等离子切割是利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属部分或局部熔化（和蒸发），并借高速等离子的动量排除熔融金属以形成切口的一种加工方法，速度可达氧切割法的5～6倍、切割面光洁、热变形小、几乎没有热影响区，在以前施工预制件下料时一般都使用氧乙炔切割下料，这样切割的钢材变形大，挂渣多，生产成本高。

关键词：等离子切割；关键技术；安全操作。

目前，等离子、激光、火焰三种热切割方法已成为大中型企业板材下料的主要方法，其中数控空气等离子弧切割以其工作气体（压缩空气）成本低，切割速度快，尺寸精度高而被广泛应用。空气等离子切割机是一种新型的热切割设备， 它的工作原理是以压缩空气为工作气体， 以高温高速的等离子弧为热源、 将被切割的金属局部熔化、并同时用高速气流将已熔化的金属吹走、形成狭窄切缝。 该设备可用于不锈钢、铝、铜、铸铁、碳钢等各种金属材料切割， 不仅切割速度快、切缝狭窄、切口平整、热影响区小，工件变形度低、 操作简单， 而且具有显著的节能效果。

1适用范围

等离子切割配合不同的工作气体可以切割各种氧气切割难以切割的金属，尤其是对于有色金属（不锈钢、铝、铜、钛、镍）切割效果更佳；其主要优点在于切割厚度不大的金属的时候，等离子切割速度快，尤其在切割普通碳素钢薄板时，速度可达氧切割法的5～6倍、切割面光洁、热变形小、几乎没有热影响区，空气等离子切割机适用于各种机械、金属结构及薄板材的切断、开孔、挖补、开坡口等切割加工，并广泛运用于压力容器、.钢结构等行业。

2操作使用

（1）安装输入输出电缆或气管、安装割炬或装卸割炬配件时一定要切断输电源。

（2）气管内径应不小于φ8mm。检查确认割炬的电极、气体分配器、喷嘴等是否紧固。

（3）切勿在通电的情况下移动切割机，设备通电后不得拆卸箱壳及接触带电零件（包括喷咀）。

（4）引弧切割时，应从工件的边缘开始引弧，遇到必须从中间开始切割的工件，应先钻开一小孔，再从小孔的边缘开始引弧。打开电源开关，让气体流通数分钟，以除去割炬中的冷凝水汽。

（5）开始切割时，割炬的喷嘴要接触工件，按下割炬开关，等离子弧自动引燃，切割正式开始。切割过程中，切割速度保证割穿工件就行，过快不但割不透工件，反而会引起反渣烧坏喷嘴，过慢则会导致喷嘴升温过高，降低喷嘴使用寿命，且割缝变宽，余渣增多，并可能会造成断弧。停止切割时，必须要先放开割炬开关，然后再拿开割炬。切割过程中，因割炬离开工件超过2毫米而熄弧，则需重新起弧。

3注意事项：

（1）在进行薄板切割作业时，多层钢板要用工具架固定夹紧，钢板之间不要留间隙，这样在切割操作时，才不会出现引弧困难、夹渣及透等现象。

（2）每次工作前先检查空气压力，以免在气压不正常时引弧而烧坏喷嘴。经常检查电机、喷嘴，如损耗严重应及时更换，以免影响切割厚度和宽度，电极中心合金丝消耗2.0mm以上或不能引弧时，可将电极反向安装使用或更新。

切割机的输出电压很高，装配更换电极或喷嘴时必须将电源关闭并戴上防护手套，将电极、喷嘴垂直向上拧紧，使用两三分钟后再紧固一次。

（3）割炬不能放在刚切割过的工件上，以免烫坏割炬及护套，不要切割密封容器，除非采取必要的安全措施。

（4）切割机若在户外使用时应采取防雨和挡风措施。防雨棚和挡风板至少要离切割机四周200mm以上，防雨棚应能防止雨水进入机器内部，且应使切割机通风良好。

（5）切割时操作者应尽可能处在上风位置，切勿冲着烟雾操作，切割工件应在通风良好的环境中進行，在通风不良或容器中进行切割时，应另外采取加强通风的有效措施。

（6）对于普通碳钢或不锈钢，随着切割厚度增大，切割速度应适当减慢。

（7）切割过程中尽量使等离子焰流垂直于工件，以免增大等离子弧轨迹，相当于增大了工件的实际厚度。割炬与工件接触按下按钮即可切割。可以从工件边缘开始切割，板材厚度小于5mm时，可在工件中间开始切割，以便吹除熔化金属，割穿金属，否则溶化的金属倒吹，粘附喷嘴口烧损喷嘴。

（8）切割速度过慢，会使割缝增宽、割口下部毛刺和卷边增多；切割速度过快不仅切不透，而且易使熔化金属倒吹，粘附喷嘴口扰乱焰流、烧损喷嘴。

工作时空气压力一般调节在0.25～0.4MPa左右，根据实际情况可在±0.05MPa之间变动以得到最佳匹配，但压力太低，将无力吹走熔化金属、电极喷嘴冷却不好易烧损；压力太高，又会使割缝偏斜，割口温度下降太多，影响割缝金属的熔化性和流动性，影响切割厚度。

（9）切割工件全部结束后，切断电源开关和气源。

4结语

我们在工作中成功运用手动空气等离子切割机替代氧—乙炔气气割薄板及管材后，切割质量好，切割变形很小，精度高；不但减轻了操作工人劳动强度，还有效提高工作效率。

参考文献：

[1]朱宁，新型大功率空气等离子切割机研究[D]；江苏科技大学，2010年

[2]任文波，大功率IGBT逆变式空气等离子切割电源的关键技术[J].哈尔滨理工大学学报，2008（02）