等離子切割下料質(zhì)量影響因素與控制措施

仙偉東

摘 要：等離子切割下料是板材下料常用的切割下料方式，同時影響等離子切割下料的因素有很多。本文結(jié)合實際生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題和分析處理方法進行研究，對等離子切割下料生產(chǎn)中常見的質(zhì)量缺陷及其影響因素進行總結(jié)和分析，針對這些影響因素提出質(zhì)量控制措施，從而針對實際生產(chǎn)中存在的問題提出有針對性的解決方案，達到提高等離子切割下料的產(chǎn)品質(zhì)量的目的，為提高生產(chǎn)效率，節(jié)約生產(chǎn)成本提供借鑒和指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：等離子切割；質(zhì)量缺陷；影響因素；質(zhì)量控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.16.040

1 概述

等離子切割技術(shù)融合了數(shù)控技術(shù)、電源技術(shù)、等離子技術(shù)于一體，是目前切割技術(shù)中的一項高新技術(shù)，相對于傳統(tǒng)的火焰切割技術(shù)，具有切割下料效率高、切割質(zhì)量好、下料精確、熱輸入和熱變形小的優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于航空航天、機械制造等各類工業(yè)領(lǐng)域。液壓支架是用于控制采煤工作面，承受礦山壓力的主要設(shè)備，主要由中厚板下料、拼裝、焊接而成。等離子切割下料由于其一系列的優(yōu)點，在液壓支架生產(chǎn)下料工作中得到了廣泛的應(yīng)用。目前車間配備的數(shù)控等離子切割設(shè)備，能夠完成各類形狀復(fù)雜的配件的切割下料。在進行批量生產(chǎn)的過程中，等離子切割的技術(shù)優(yōu)勢更加明顯。本文主要分析了在等離子切割下料生產(chǎn)中常見的質(zhì)量問題及其產(chǎn)生的原因，有針對性的提出了提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的控制措施。

2 等離子切割的工作原理

等離子切割的工作原理主要是采用等離子流高溫、高速的特點作為切割過程的熱源，等離子槍將壓縮氣體電離，產(chǎn)生高溫高速的等離子電弧熔化金屬，同時高速、高壓的氣流將融化的金屬吹開，從而實現(xiàn)金屬的切割，如圖1所示。

3 等離子切割下料質(zhì)量影響因素與質(zhì)量控制措施

3.1 起弧和収弧缺陷與控制措施

在等離子切割過程中，起弧和収弧過程出現(xiàn)的缺陷是等離子切割過程中常見缺陷之一。起弧缺陷主要是由于板材不平以及工件在切割過程中產(chǎn)生變形或者位移，起弧線以及補償值不合理等原因造成的。由于板料不平，在完成切割的瞬間，工件從母材上掉落，在掉落瞬間，工件會被等離子弧灼傷，這是產(chǎn)生起弧缺陷的主要原因。另外，在非角點起収弧的過程中，由于補償數(shù)值設(shè)計高于要求數(shù)值，起収弧線沒有交叉設(shè)置，容易引起収弧缺陷。

控制措施：通過収弧時間的控制避免収弧缺陷，根據(jù)實際的切割下料情況，通過収弧時間設(shè)置，達到在工件切割掉落的同時収弧，或者是采用數(shù)控編程技術(shù)將引出線省略，這樣可以避免収弧缺陷；在工件切割過程中由于變形或者是位移引起的収弧缺陷相對較小，一般可以采用圓弧起弧和収弧線進行彌補。

3.2 頂點或尖點切割困難

對于等離子切割下料來講，另一個常見問題是零件的頂點或尖點難以通過等離子切割實現(xiàn)，同時銳角尖點更是難以切出。這些主要是由于等離子切割自身的特點決定的，難以消除。因此在在零件沒有特殊要求的情況下，工件切割允許存在切割過程中自然形成的小圓角。

在必須要求進行頂點切割的工件，采取以下兩種措施：一是通過進行拐點設(shè)置減速來減小切割時后拖量對尖角的影響；二是在編程的過程中，在尖角位置增加外街角，從而實現(xiàn)對尖角或者銳減的切割。

3.3 毛刺與掛渣問題

毛刺和掛渣是等離子切割件上經(jīng)常出現(xiàn)現(xiàn)象，首先，在等離子切割過程中，設(shè)置的切割速度過快或者切割速度過慢，都是引起切割位置產(chǎn)生毛刺或者掛渣的主要原因；其次，由于等離子設(shè)備自身的損壞，比如切割機割嘴的燒損和老化，都有可能在工件的切割位置產(chǎn)生毛刺和掛渣。

控制措施：通過工藝試驗評定確定合理的切割速度，保證合理的切割速度，避免毛刺和掛渣的出現(xiàn)；其次，及時進行設(shè)備檢修和維護，及時更換損壞的割嘴。由于等離子切割的保護氣純度較低或者是割嘴與保護氣的配合不相符，都有可能引起工件的毛刺和掛渣。例如在工件下方的掛渣面積較大，主要是由于等離子割嘴被熔渣堵死，熔渣不能及時吹走，堆積在工件表面引起的。

3.4 對角線超差問題

對角線超差是等離子切割中比較常見的一種切割下料缺陷，這種缺陷產(chǎn)生的原因主要是等離子切割機自身的原因造成的。等離子切割機行走機構(gòu)由于運行時間較長，側(cè)面齒輪出現(xiàn)便宜或者是安裝過程中的間隙不合理造成的。

綜上所述，根據(jù)數(shù)控等離子切割工藝的特點和規(guī)律，通過采取得當措施就可減少切割缺陷、控制切割質(zhì)量。當?shù)入x子切割部件的尺寸與圖紙之間存在偏差時，首先可以調(diào)整開槽補償。當開槽值正常時，其應(yīng)等于割炬切割的實際值，但當工件尺寸需要小的變化時，可以補償開槽的值，以達到我們需要的精確輪廓尺寸。此外，在內(nèi)應(yīng)力較高且對熱變形應(yīng)力敏感的細長零件中，根據(jù)實際情況可以將板斷開，釋放內(nèi)應(yīng)力，然后再次切割，或者在切割過程中保留加工棒的方法，從而使工件和板材一體化，在完成切削后，減小了變形應(yīng)力對工件的影響。

4 結(jié)論

等離子切割技術(shù)已經(jīng)在制造業(yè)中廣泛應(yīng)用，但是在實際的生產(chǎn)過程中還存在著質(zhì)量控制粗放，產(chǎn)品質(zhì)量波動較大等問題，直接影響著產(chǎn)品的生產(chǎn)，因此需要大力推行精益工藝，通過強化管理和技術(shù)革新不斷提高等離子的下料質(zhì)量。

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