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选择正确的保护以获得最佳的等离子切割

发布时间:2019/11/01 11:40

选择正确的保护以获得最佳的等离子切割

水雾层可用于精细等离子切割有色金属

发表时间:2019年11月1日

发表人:江苏科茂自动化有限公司

关于:数控切割机,精细等离子切割

精细等离子切割
制造商用水雾屏蔽等离子弧已有30年了,但是直到最近,水屏蔽才可用于精细等离子切割。

多年来,精细等离子切割切割技术已经取得了显着进步。与数十年前的等离子切割技术相比,现代系统可以在不牺牲切割速度的情况下以更少的功率切割相同的材料厚度。这种切割系统使用的耗材孔口更小,气体流速更快。与传统的等离子切割相比,电弧的收缩程度更大,能量密度更高。

用于使等离子弧与大气隔离的方法也已经发展。使用水产生二次气体的概念已经存在了三十多年,但是使用氮水工艺的精细等离子切割切割技术却在不到十年前得到了发展。对于许多涉及厚度为30毫米或更薄的有色金属材料的操作,这种氮气-水或二次水雾-等离子切割工艺可能能够降低切割成本并提高质量。

氮水工艺基础

氮气-水等离子弧切割使用氮气作为等离子(主要)气体,并使用普通自来水作为保护气体。在切割过程中,等离子气体产生的能量将割炬中的水分成主要成分氢和氧。氢气会在切削区域产生减少的气氛,将其与污染元素隔离开来,并产生干净,无浮渣和无氧化物的切削表面。

该过程中使用的大部分水都转化为主要成分,因此不需要进行处理。与干式切割相比,水还有助于减少烟尘和一氧化氮的排放(尽管与水下切割相比,其排放的烟气更多)。氮水切割可以被认为是半干过程。

什么构成了精细等离子切割?

在自动等离子切割中,精密切割表面具有以下特征:

  • 表面垂直度(小于3度斜角)。
  • 平滑,拖线接近垂直。
  • 几乎没有氧化物。
  • 几乎没有渣;存在的浮渣应该易于清除。
  • 最小的热影响区和重铸层。
  • 焊接部件具有良好的机械性能。

尽可能快地进行精细等离子切割,零件可以直接进行焊接或进行下一步加工,而无需进行任何其他昂贵的活动来弥补上一步的缺点。尽管某些法规和标准规定了边缘准备程序,但精确切割却大大降低了边缘准备的程度。

从历史上看,精细等离子切割是指无渣,表面光滑且斜度小于3度的切割。但是,该标准未考虑材料厚度。如今,ISO 9013:2002提供了精细等离子切割的最佳定义,它是3级或更佳的切削精度

氮水精细等离子切割工艺可在不超过20毫米的不锈钢和铝上进行3级或更高的切割,并且可在各种厚度和安培数范围内进行切割。当然,这种精密切割需要与应用的切割安培数相匹配的适当的消耗品。

氮水在有色材料上的优势

不论与水还是其他气体搭配使用,氮气等离子气体都可提供非常笔直的切割效果,并具有最少的切割线和狭窄的切口。它还具有出色的电极寿命。

使用水产生保护气体有很多好处。首先,它将热量输入降到最低,并快速冷却金属,从而大大减少了浮渣的形成。实际上,当切割厚度为10到30公分的不锈钢和铝时,某些氮气-水设置不会产生浮渣。其次,低热输入可最大程度地减少变形并保留机械性能。第三,水提供了防止在切割表面形成氧化物所需的氢。氧化物会加剧焊接缺陷,因为它们的性能与基材的性能差异很大。

多年来,等离子弧切割性能已得到显着改善。2007年的数字来自氮气-水等离子切割工艺。

用于切割有色金属材料的其他流行的等离子气体组合还包括:H35(65%的氩气/ 35%的氢气)用于厚度超过12hao'm的材料,以及F5(95%的氮/ 5%的氢气)用于较薄的材料。两者都使用氮气作为保护气。H35和F5提供快速,无氧化物的切削,而氢气将大量热量引入材料中。结果,浮渣形式和切割的零件通常需要清洗才能进行焊接或喷漆。使用H35和F5也可能很昂贵。

等离子切割有色金属材料(厚度为12毫米至20毫米)也可以使用氩气和氢气(有时还需要添加氮气)的混合物作为主要气体,并使用氮气作为辅助气体进行。这些产品具有出色的切割质量和较高的切割速度,但是氩气和氢气的消耗导致每米切割成本更高。

对于小于12毫米的厚度,对主要气体和保护层使用经济的气体(例如压缩空气或氮气)会显着降低切割成本并提供高切割速度,但会降低质量。用氮气和各种混合物切割时会产生过多的倒角,而使用压缩空气切割时则会出现过度的氧化。此外,使用氩气/氢气混合物作为等离子气体很难在厚度小于12毫米的材料上获得无浮渣或低锥度的切口。

权衡所有因素

当涉及自动等离子切割时,制造商可以选择各种等离子和保护气体。该选择会显着影响切割质量和加工成本。

在切割不锈钢,铝和其他有色金属材料时,制造商必须权衡其选择。如果工件仅需要常规的切割质量,则使用车间空气作为主要气体和保护气体就足够了,但是所产生的切割边缘可能需要打磨和清洁,并且这些次要过程的成本加在一起。

为了精确切割有色金属,制造商可以使用H35之类的混合物作为主要气体,并使用氮气作为保护气;或者,就像在氮气水过程中一样,使用氮气作为主要气体,并使用水雾作为屏蔽。根据独立测试,使用H35或氮气-水工艺切割的质量大致相同,尽管氮气-水组合可能会产生稍小的热影响区。

无论使用何种屏蔽材料和主要气体,金属越厚,切割速度就越慢。对于薄材料,氮气水设置的切割速度可能比其他方法快。但是,对于厚度超过30毫米的金属,像H35这样的主要气体仍然是最佳选择。

 

与以往一样,选择取决于应用程序需求。最重要的是,没有任何一家商店的等离子切割设备是一成不变的。分析主要气体和保护气体最终可以帮助降低每英尺的切割成本,从而使制造商的切割操作更加高效和更具竞争力。
精细等离子切割

江苏科茂自动化有限公司 www.jskemao.cn

数控切割机制造商