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提高等离子切割质量

发布时间:2019/11/06 10:30

提高等离子切割质量

为了获得最佳效果,请从系统组件开始

发布于:2019年11月6日

发表人:江苏科茂自动化有限公司

关于:数控切割机,等离子切割机

海宝等离子切割机
优化等离子切割系统组件的性能可提高切割质量。

等离子弧切割(PAC)或等离子切割是一种切割过程,通过该过程离子化加压气体的涡旋来加热和熔化导电材料。等离子切割系统的零件配置为将离子化气体的涡旋压缩并聚焦在导电材料上,以便可以精确且准确地切割该材料。用于产生等离子弧的成分是电压(功率)和电离气体。一旦气体被电离,只要有电压,电离气体的涡旋和要切割的材料,相对简单的电路将继续运行。然而,当需要精细的切割工艺时,电路变得更加复杂。

集成了几个关键部件以创建等离子切割系统。等离子切割机必须集成CNC控制器,以便使用安装在龙门架上的割炬高度控制器(THC)以指定的速度使等离子炬围绕待切割的材料移动(框架用于放置等离子炬)在材料上方有两个运动轴)。大多数数控等离子切割应用都需要这种类型的配置。只有能够以各种速度高效运行的龙门架才能获得出色的切割质量。这些类型的龙门架需要专用的驱动程序包,其中包括齿轮齿条驱动器,驱动放大器,伺服电机和编码器。在某些需要在三个或更多运动轴上复杂切割各种形状材料的应用中,机器人可以代替THC和龙门。

等离子切割系统的目的是在最短的时间内廉价地切割零件,并获得最佳的切割质量。在设计或提高系统性能时,很难平衡成本,切割质量和系统速度。因此,至关重要的是,使用等离子切割系统的任何人都必须充分了解其功能。通过了解和优化其每个组件的性能,您可以以相对较低的运营成本快速一致地创建高质量的产品。

电源确定混合气体,电压

等离子电源是等离子切割系统的灵魂。它确定了可使用的等离子气体和辅助气体的类型,这些气体的混合方式以及在每次切割的开始和结束时电压和气体是否可以上下倾斜。重要的是确认电源的功能,并且电源正常运行。

由于生产零件的切割质量至关重要,因此有必要研究电源中可使用哪些气体以及如何混合这些气体。此外,如果电流斜率或气流斜率出现问题,则消耗寿命以及切割质量将受到损害。通常,在切割开始时增加气体和电流并在切割结束时降低气体和电流的电源延长了消耗品的寿命。完好无损的耗材可在较长的时间内提供出色的切割质量。

高品质的割炬产生更好的切割质量

等离子炬的设计使各种气体(和适用的切割水),炬冷却液和电流可以同时流过炬,而不会互相影响。

割炬通常具有保护内部零件免受等离子弧辐射热影响的外壳和内部绝缘套。割炬中的冷却剂和气体通道之间的间距适当且相互密封,是一种绝缘材料,可防止割炬内部产生电弧。

它的前端很容易从割炬主体上断开。其他功能增强了对准和割炬冷却。

割炬内的主要消耗品是电极,喷嘴,气体分配器(旋流环或气体挡板)和护罩(见图2)。

改善割炬消耗品的功能可以更好地削减成本

诊断消耗品如何失效可以改善消耗品寿命和切割质量。
等离子切割气体曲线
电源在切割开始时增加气体和电流,在切割结束时减少气体和电流可延长易损件的寿命
 

气体分配器。气体分配器很重要,因为它会产生气体的涡旋旋涡,并使气体以电极头和喷嘴孔的中心为中心。等离子体电弧从插入电极尖端中心的发射元素(ha或钨)引发。电极用于切割氧气或空气等离子切割气体,而钨电极用于切割非氧化环境,例如在氮等离子体切割气体中。

喷嘴。喷嘴的设计特征对于获得最佳切割质量至关重要。喷嘴的设计应使孔口略大于被聚焦的离子化气体的涡流。这允许喷嘴容纳并聚焦等离子体的涡流,而不受其不利影响。当喷嘴孔的外部或内部损坏时,切割质量会受到影响。

内部喷嘴损坏是由电极烧断,引燃问题和气流问题或电流设置过高或过低(喷嘴的功率过大和功率不足)引起的。

如果割炬的割嘴太靠近金属板或刺穿较厚的金属,则可能是由于喷嘴上的金属飞溅过多而造成外部喷嘴损坏。在整个切割过程中增加切割高度并在较厚的材料上使用棱边开始解决了此问题。当电弧难以与板进行电连接时,也称为电弧拉伸,也会发生外部喷嘴损坏。割炬割断时,可以通过焊接透镜看到喷嘴的电弧拉伸。当使用不良的编程习惯时(例如,在每次切割结束时将生产零件的引出线编程得太长时),通常会发生电弧拉伸。

喷嘴护罩。护罩可保护喷嘴在切割过程中不受损坏。防护罩的孔口是关键功能。如果损坏,可能会对等离子气体和/或保护气体流量产生不利影响,从而导致切割质量下降。

电极。当发射元件严重磨损后,就会发生电极故障,从而使电弧开始从周围的铜或银外壳中散发出去。这也可能损坏喷嘴孔。不合适的气流和冷却液泄漏会导致电极过早失效。

数控编程不佳=切割质量不佳

编程是指使用数控编程软件来创建要切割的零件或孔的布局。具有多种编程功能(例如高存储容量和快速处理速度(输入和输出通信))的CNC控制器可以减少操作停机时间,并提高切割速度和精度。

嵌套描述了要在一片材料上切割的零件的布局。可以从一块材料上切出无数的形状和尺寸,并且套料软件可以优化材料利用率。

切割的导入和导出长度取决于材料的厚度以及要切割的零件或孔的类型。通常,对于较厚的材料,导入和导出切口会更长。引入允许割炬在切割所需的零件或孔之前刺穿物料,增加电流,增加气体并提高速度。

 

导入不如导出重要。它大约为1/4到1/2英寸长,并且可以是直的或弯曲的。引出线位于要切割的零件或孔的末端。如果编程的时间太长,则在割炬仍在寻找要切割的材料时,生产零件或块料可能会从板材上掉下来(请参见图3)。这将导致喷嘴的电弧拉伸并损坏喷嘴孔口的外部,从而不利地影响切割质量。
等离子割炬解体图
火炬消耗品是电极,喷嘴,气体分配器和护罩。
 

即使引出量较小,喷嘴有时也会损坏。这是因为割炬被编程为切过先前切割的切缝。一旦等离子弧进入先前切割的切缝,就没有材料可自行连接,因此弧会拉伸以保持导电性。

THC确保正确的穿孔,切割

THC与龙门架配合使用以适当地保持割炬的切割高度。THC通常包括一个初始高度感应机制和一个电压控制设置。因此,在每次切割之前,割炬都可以感应到板,以便可以在正确的穿孔高度处穿孔,穿孔高度通常设置在板上方5毫米至10毫米之间。一旦等离子弧穿透材料,割炬将降低至初始切割高度,通常固定在平板上方3毫米至6毫米之间。在电弧电压控制的切割高度接管之前,割炬会以固定的切割高度短暂切割。

设置电弧电压,使切割高度在切割期间保持恒定。电弧电压用于控制割炬的切割高度,以便割炬可以自由地上下移动。较新的割炬高度控制器可补偿电极的磨损,从而使电弧电压控制的切割高度在电极的整个使用寿命中保持恒定。较早的割炬高度控件没有此功能;因此,需要在整个电极寿命期间在数控系统中对其进行调整。

正确的切割高度,速度优化性能

为了手动补偿电极磨损,可以在整个切割过程中以2伏特的增量增加电压。2V电弧电压调整大约等于0.06英寸。增加切割高度。

在一个标准的铜电极通常只穿至约0.1毫米,所以电弧电压可能不需要进行调整。然而,用银外壳中的电极可以穿0.3毫米深,因此它可能需要多达整个电极寿命有10-V的电弧电压上升。

穿孔高度,切割高度和电弧电压控制切割高度是必须理解并正确设置,以实现最佳的切削性能单独的设置。如果将等离子炬割得太低,则会在零件上产生负斜角;如果切得太高,则会在零件上产生正斜角。

同样,太慢的割炬切割速度或太快的割炬切割速度将分别导致负斜角或正斜角。此外,缓慢的切割速度也会导致低速渣,,而高速切割则会导致高速的渣s。使用刮刀可以相对轻松地去除低速渣,但是仅可以使用磨床去除高速渣。

正确切割并辅助气体切割

压缩空气,氧气,氮气和氩气/氢气的混合物是几种最常用的等离子切割气体。这些气体的各种组合可以用作等离子切割气体或辅助气体以切割不同类型的材料。

压缩空气既可以用作等离子切割气体,也可以用作辅助气体,是最常用的气体。它适用于材料厚度小于1英寸的大多数切割应用。通常,它适用于材料厚度从标准材料到1/2英寸厚度的低电流切割应用。它留下一个氧化的切割表面,类似于用氧气切割所产生的表面。它也被用作辅助气体以切断空气,氮气和氧气等离子气体。

 

氧气是通常用于切割碳钢的等离子气体,因为它可以对从厚度到11/4英寸以上的材料进行高质量的切割。氧气有时被用作等离子气体,用于切割铝和不锈钢,但会产生它们上的纹理粗糙。
切割路线
图3正确的导入和导出有助于防止电弧拉伸并提高切割质量。
 

氮气通常同时用作等离子切割气体和辅助气体,实际上可对每种金属产生高质量的切割。通常,它适用于金属厚度通常在25毫米和40毫米之间的大电流应用。通常用作辅助气体,用氮气等离子气体,氧气等离子气体和氩/氢等离子气体进行切割。

 

当需要卓越的切割质量时,氩气/氢气混合物是用于切割不锈钢和铝的等离子气体。它提供了出色的切割质量,并且对于任何厚度大于3 in的材料的机械切割都是必需的。

江苏科茂自动化有限公司 www.jskemao.cn

数控切割机制造商