等离子弧切割操作

等离子弧切割操作

一、等离子弧切割工艺参数的选择

等离子弧切割工艺参数主要包括切割电流、空载电压、切割速度、气体流量、电极内缩量、喷嘴与工件的距离等。

1.切割电流

切割电流及电压决定了等离子弧功率及能量的大小。在增加切割电流的同时，应相应增强其他参数。如果只增大切割电流，则切口会变宽，喷嘴烧损会加剧，而且过大的切割电流会产生"双弧"现象。因此，应根据电极和喷嘴来选择合适的电流。一般切割电流可按下式选取∶

I =(70～100)d

式中  I——切割电流，A;

             d——喷嘴孔径，mm。 

2.空载电压

空载电压高，易于引弧，特别是切割大厚度的板材时，空载电压相应要高。空载电压还与割炬结构、喷嘴至工件距离、气体流量有关。

3.切割速度

提高切割速度，会使切口区域受热减小、切口变窄，甚至不能切透工件。但是，如果切割速度过慢，切口表面粗糙，甚至在切口底部会形成熔瘤，致使清渣困难。因此，应该在保证工件切透的前提下，尽可能选择大的切割速度。

4.气体流量

气体流量要与喷嘴孔径相适应。气体流量大，有利于压缩电弧，能量更为集中，同时工作电压也随之提高，可提高切割速度和切割质量。但是，如果气体流量过大，会使电弧散失一定的热量，降低切割能力。

5.电极内缩量

电极内缩量是指电极端头至喷嘴内表面的距离。由于其不易测量，在已知喷嘴孔道长度的条件下，一般电极端头至喷嘴外表面的距离以8～11 mm 为宜。

6.喷嘴与工件的距离

在电极内缩量一定的情况下，用等离子弧切割一般厚度的工件时，喷嘴与工件的距离为 6～8 mm;当用等离子弧切割厚度较大的工件时，喷嘴与工件的距离可增大到10～15 mm。

二、等离子弧切割的操作要领

1.起切方法

切割前，应把将切割工件表面的起切点清理干净，使其导电良好。切割时，应从工件边缘开始，待工件边缘切穿后再移动割炬。如果不允许从板的边缘起切（切割内孔），则应根据切割板厚，在板上钻出直径 φ8～φ15 mm 的小孔作为起切点。

2.切割过程

将喷嘴对准工件的切割起始点（尽量避免在工件的中央打孔引弧切割，以提高喷嘴的使用寿命），闭合割炬开关，电源自动延时0.5 s左右后开始引弧。引弧成功并切穿工件后，移动割炬。切割完毕后，断开割炬开关，此时喷嘴中仍有气体流出、约延时冷却10 s 左右，完成切割周期。切割周期中喷嘴的移动如图8—16 所示。 

3.切割速度的控制方法

如前所述，切割速度过大或过小都不能获得质量满意的切口。一般是在保证切透的前提下，切割速度应尽量大一些。另外在起切时要适时掌握好割炬移动速度。起切时工件是冷的，割炬应停留一段时间，使切割件充分预热。待切穿后才开始移动割炬。但是，如果停留时间过长，会使起切处切口过宽，甚至因阳极斑点已向前离去而使电弧拉得过长而熄灭。电弧已稳定燃烧、工件已切透时，焊炬应立即向前移动。

4.喷嘴与工件的距离

在整个切割过程中，喷嘴与工件的距离应保持恒定。如果这段距离波动，会使切口不平整。 

5.割炬的角度

在整个切割过程中，割炬应与将要形成的切口平面保持一致，否则切口平面发生偏斜且不光洁。底面会形成熔瘤。为了提高切割质量和生产率。可将割炬在切口所在的平面向切割的相反方向倾斜 45°。切割薄板时，后倾角可大些。采用大功率切割厚板时，后倾角不能太大。

三、等离子弧切割机的基本操作

以 HDY——500 型等离子弧切割机为例，介绍等离子弧设备的连接、焊接前基本操作及操作面板。

1.等离子弧设备的连接

（1）将等离子弧设备安放在干燥、通风而且比较洁净的地方，并且注意主机进风口、出风口与墙壁或其他遮挡物之间的距离不小于200 mm。

（2）将供电开关应放置在离设备尽量近的地方，并且严格执行安全用电接地规范。

（3）按照图8--17 所示的等离子弧切割机的外部接线示意，连接气路系统、水路系统的管道和电路电缆线。

1）供气软管要连接在主机后面板上侧的过滤减压器的输出接头上，以保证气体的清洁、干燥、无油。

2）电路连接后，要合理安置电缆放置的位置。割炬引线 （特别是机用割炬）要尽可能避开切割时产生的切割火花和刚切下的热金属，以防烫坏引线，引起事故。

3）手工割炬电缆的铜接口对准电源前面板下方所对应的螺纹接头上，旋上拧紧即可。

机动割炬通常安装在数控切割机床、半自动切割机或仿形切割机上使用。这时候一定要注意安装牢靠，并且要求夹固处的割炬外壳与夹固件之间具有良好的绝缘，可在割炬外径上套一个直径比割炬大 10 mm 的尼龙圈，以防止引弧时击穿外壳。

（4）然后把小车、割件安放在适当位置。将电源前面板下方的"切割地线"夹头，紧密地夹紧在工件上或与工件有可靠电接触的工作台，使电源与工件构成电气回路，保证等离子弧能引出，进行正常切割。如果接触不良，有可能造成接触处严重发热、切割效果不良，甚至烧坏"切割地线"。

2.等离子弧切割机的基本操作

等离子弧切割机的基本操作见表8—2。

四、等离子弧切割技能训练

非转移型等离子弧切割和氧—乙炔焰切割在技术上比较相似。由于转移型等离子弧切割需要与被割工件构成电源回路，因此在操作中如果割炬和工件距离过大就要断弧。因此，操作过程中割炬就不如氧—乙炔焰切割自由，同时还由于割炬体积较大，使切割时的可见性差，也给等离子弧切割操作带来一定困难。需要经过反复练习，才能掌握。

等离子弧切割的割件图如图 8—19 所示。割件为不锈钢钢管，材质为1Cr18Ni9Ti。

不锈钢钢管等离子弧切割操作见表8-5。 

安全提示

（1）等离子孤切创空载电压较高，焊工必须防止触电。电源一定要接地，割炬的手把绝缘要可靠。

（2）等高子孤光及紫外线辐射比较强烈，焊工应注意保护眼睛和皮肤，最好在人体与电弧之间设置防护屏。

（3）由于等高子弧切割过程中会选出大量的金属蒸气、臭氧、氮化物及大量灰尘等因此工作场地应设置通风设备和抽风的工作台。

（4）因为等高子孤会产生高强度、高频率的噪声，所以焊工必须戴耳塞，设置隔音操作室。

（5）高频振荡器的高频辐射对人体有一定危害，引弧频率以 20～60 kHz较为合适，同时割件应接地可靠，一旦等离子孤引燃后，应迅速切断高频振荡器电源。

（6）等离子弧切割时，喷嘴及电极的损坏较大。在更换新件时，要断开电源，切勿带电操作，避免误触有关按钮造成电击事故。

（7）每次移动等离子弧切割机或重新接线时，应保证设备可靠接地。

操作提示

（1）切割过程中尽量使等离子焰流垂直于割件，以免增大等离子弧轨迹（相当于增大了割件的实际厚度）。

（2）等离子弧切割一般可从割件边缘开始切割。当需要从割件中间切割时，应先用钻头在起始切割处钻5mm 孔后再引弧切割。否则，被割件会翻浆，造成喷嘴烧损，如图8—20所示。

（3）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而黏附喷嘴口，扰乱焰流并烧损喷嘴。

（4）工作时空气压力一般控制在0.25-0.4 MPa，根据实际情况可在±0.05 MPa 之间变动，以得到最佳匹配。如果空气压力太低，将无力吹走熔化金属，且电极喷嘴冷却不好、易烧损。如果空气压力太高，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。