等離子弧切割工藝參數(shù)主要有:切割電流、空載電壓、切割速度、氣體流量、噴嘴至割件的距離、鎢極內(nèi)縮量割炬角度、鎢棒端部形狀等。
1. 切割電流
切割電流直徑影響切割金屬的厚度和切割速度,由于切割電流受噴嘴孔徑和電極的限制,所以不能大幅度地提高,為了提高電弧功率,可通過增加切割電壓來實(shí)現(xiàn),這樣不會(huì)降低噴嘴的使用壽命。對(duì)于非氧化性氣體等離子弧切割時(shí),可參照下式選用:
l=(70~100)d
式中:I -切割電流,A;
d - 噴嘴孔徑,mm.
2. 空載電壓和切割電壓
切割電壓是切割過程中最主要的工藝參數(shù)之一,但它不是一個(gè)獨(dú)立的工藝參數(shù),它除與電源空載電壓大小有關(guān)外,還取決于工作氣體的種類和流量、噴嘴的結(jié)構(gòu)、噴嘴與工件間的距離和切割速度等。這些參數(shù)確定后,切割電壓就自然確定。如氣體流量增加、噴嘴與工件的距離加大,都會(huì)使切割電壓相應(yīng)升高。
空載電壓與使用的工作氣體的電離度相關(guān),根據(jù)預(yù)定使用的工作氣體種類和切割厚度,在切割電源設(shè)計(jì)時(shí)已確定。但它會(huì)影響到切割電壓。
一般來說,工作電壓高,電弧功率大,切割能力也就高。國內(nèi)在切割厚度大的不銹鋼時(shí),常采用提高切割電壓,而不借助增大切割電流的方法。但電壓高,特別是手工切割時(shí),存在安全問題。
3. 切割速度
切制速度不僅是反映切割生產(chǎn)率的一個(gè)重要指標(biāo),而且極大地影響著切割質(zhì)量。切割速度過大,割件不能割穿;切割速度過慢,不但降低生產(chǎn)率,而且粘渣增加,易出現(xiàn)割縫表面粗糙等缺陷,割件變形也大。
不同切割速度對(duì)切割質(zhì)量的影響見表3-26.
4. 氣體流量
要與噴嘴孔徑相適應(yīng)。增加氣體流量既能提高工作電壓,又能增強(qiáng)對(duì)電弧的壓縮作用,使等離子弧的能量更加集中,有利于提高切割速度和切割質(zhì)量。但氣體流量過大時(shí),反而會(huì)使切割能力減弱。這是因?yàn)椴糠蛛娀崃勘焕鋮s的氣流帶走,使熔化金屬的熱量減少;過大的氣體流量還會(huì)使電弧不穩(wěn)定,使切割過程不能正常進(jìn)行。
5. 噴嘴至割件的距離
在電極內(nèi)縮量一定時(shí)(通常為2~4mm),噴嘴至割件的距離一般為6~8mm,當(dāng)工件厚度較大時(shí),可以增加到10~15mm.距離過大,會(huì)影響電弧功率的有效利用,使切割能力降低,割縫變寬;距離過小,雖然功率得到充分利用,但操作控制較難。
6. 工作氣體種類
等離子弧切割最常用的氣體為氮?dú)狻錃狻鍤?、氮?dú)猓珰錃獾龋諝獾入x子弧切割采用壓縮空氣或離子氣為常用氣體,而外噴射為壓縮空氣。水再壓縮等離子弧切割采用常用氣體為工作氣體,外噴射為高壓水。
氮?dú)饧冉?jīng)濟(jì)又能保證質(zhì)量,適合切割液態(tài)流動(dòng)性差的不銹鋼,切割用氮?dú)饧兌炔坏陀?9.5%.
氬氣容易熱電離,使電弧燃燒穩(wěn)定,但價(jià)格高。適合切割薄板,純度要求在95%以上。
不銹鋼小電流空氣等離子弧切割工藝參數(shù)見表3-27.
不同種類氣體切割不銹鋼的切割規(guī)范見表3-28.
7. 鎢極內(nèi)縮量
鎢極內(nèi)縮量是生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)的,它是等離子弧切割中一個(gè)非常重要的參數(shù),這個(gè)數(shù)值一般用ΔLy表示,如圖3-4所示。
ΔLy的大小對(duì)切割效率、電極燒損等都有很大的影響,如ΔLy太小而電極縮進(jìn)噴孔時(shí),由于氣體流量的沖擊以及在高溫下氣體和電極的化合作用會(huì)使電極燒損嚴(yán)重,導(dǎo)致等離子弧不穩(wěn)定,壓縮效果差,切割穿透力差,甚至使切割無法進(jìn)行。如果ΔLy太大,電弧不夠穩(wěn)定,易產(chǎn)生“雙弧”,使切割能力減弱。電極端頭在噴嘴內(nèi)的適當(dāng)位置(如用LG-400-1等離子弧切割機(jī)的割炬進(jìn)行切割時(shí))Ly為8~10mm較合適,Ly=L?+ΔLy,其中L?為噴嘴孔道長度,ΔLy=2~4mm.焊工在切割前應(yīng)參考該數(shù)據(jù)去安裝電極。
8. 割炬的角度
為保證切割不發(fā)生偏斜,切口光滑,在割口底面不造成熔瘤,應(yīng)在整個(gè)切割過程中,割炬與割縫平面保持垂直。為了提高切割質(zhì)量和生產(chǎn)率,可將割炬在所在平面內(nèi)向與切割方向相反的方向傾斜一個(gè)角度(一般為0°~45°),如圖3-5所示。當(dāng)采用小功率切割薄板時(shí),其角度可大些,而采用大功率切割厚板時(shí),其角度可小一些。
9. 鎢棒端部形狀
電極端部的形狀影響電弧的穩(wěn)定性,電極端部磨成一定的角度所產(chǎn)生的焰流要比平面形狀時(shí)穩(wěn)定,通常是把鎢棒端部磨成一角度,如圖3-6所示。