数控等离子切割机是由专用(yòng)的等离子電(diàn)源提供切割能(néng)源,利用(yòng)高能(néng)等离子弧熔断材料,并利用(yòng)高气压吹开溶渣达到切割效果。作為(wèi)精度切割加工设备,等离子切割机内部组成不会有(yǒu)太大的區(qū)别,但以切割割炬来说,電(diàn)极、喷嘴以及涡流环都属于常规部件,从实际应用(yòng)来看,不同品牌的等离子切割机对切割材质表面光洁度的维护、切割精度与切割速度的平衡仍有(yǒu)产生较大差异,这也是等离子切割机的技术的关键。从这个角度来看,也解释了為(wèi)什么國(guó)内外為(wèi)数众多(duō)的等离子電(diàn)源品牌中其价格差异如此之大的一个主要原因。
等离子切割机工作时,通过一个狭小(xiǎo)的管道送出如氮气、氩气或氧气的压缩气體(tǐ)。管道的中间放置有(yǒu)负電(diàn)极。在给负電(diàn)极供電(diàn)并将喷嘴口接触金属时,就形成了导通的回路,電(diàn)极与金属之间就会产生高能(néng)量的電(diàn)火花(huā)。随着惰性气體(tǐ)流过管道,電(diàn)火花(huā)即对气體(tǐ)加热,直至其达到物(wù)质的第四种状态。这一反应过程产生了一束等离子體(tǐ)流,温度高达约摄氏16,649度,流速高达6,096米/秒(miǎo),可(kě)使金属迅速变為(wèi)熔渣。
等离子體(tǐ)本身有(yǒu)電(diàn)流流过。只要持续给電(diàn)极供電(diàn)并且保持等离子體(tǐ)与金属接触,那么产生電(diàn)弧的周期就是连续的。為(wèi)能(néng)够在确保这种接触的同时避免氧化以及其他(tā)等离子體(tǐ)尚不可(kě)知的特性引起的损坏,切割机喷嘴装有(yǒu)另外一组管道。这组管道持续放出保护气體(tǐ)以保护切割區(qū)域。保护气體(tǐ)的气压可(kě)以有(yǒu)效的控制柱状等离子體(tǐ)的半径。
切割机具按控制方法划分(fēn),可(kě)分(fēn)為(wèi)手工切割、半自动切割和自动切割机三种类型。
数控切割机是由人根据图样和数控装置的规定,编出切割程序,由计算机根据程序的要求进行运算,使割嘴沿图样要求的轨迹运动进行切割。1958年,英國(guó)氧气公司(BOC)研制出第一台数控气割机,使切割领域进入了高科(kē)技自动化阶段。仅就数控火焰气割机而言,它不仅使气割技术实现了自动点火、自动调高、自动穿孔、自动切割、自动冲打标记及自动喷粉划線(xiàn)等全过程自动化控制,而且还因表面切割质量和尺寸精度高,可(kě)以保证工件尺寸通过切割一次加工成形。
A.自动切割机是采用(yòng)光電(diàn)控制和数字控制技术的切割设备(如光電(diàn)跟踪切割机和数控切割机)。
光電(diàn)跟踪切割机是将图形按比例划在图样上,图样和钢板分(fēn)别放在跟踪机和切割机上就能(néng)实现自动切割。目前,造船厂、锅炉厂、汽車(chē)制造厂等企业均有(yǒu)各种國(guó)产或进口的光電(diàn)跟踪切割机在生产中应用(yòng)。
B.半自动切割是将专用(yòng)机割炬安装在半自动切割机上,以机械传动来代替手工操作的机器设备。主要有(yǒu)直線(xiàn)切割机、仿型切割机及管道切割机等一些小(xiǎo)型的切割机械。大部分(fēn)半自动切割机具的基本功能(néng)及质量达到了工业发达國(guó)家的水平,因此在工业生产中得到了广泛的应用(yòng),在很(hěn)大范围内替代了部分(fēn)手工切割。
C.手工切割主要工具是割炬(又(yòu)称割枪),是用(yòng)人的手来掌握切割速度和割嘴的高低,特别是在割缝较長(cháng)和成形切割过程中,很(hěn)难满足尺寸精度和表面粗糙度的要求。虽然手工切割有(yǒu)其局限性,但适宜在一些使用(yòng)半自动与自动切割不方便的地方,特别是在野外和高空作业中还必须采用(yòng)。相对而言,手工割炬的生产技术含量较低,但由于市场还有(yǒu)很(hěn)大的需求量,因此在我國(guó)很(hěn)多(duō)地方都有(yǒu)生产这类产品的企业,具體(tǐ)数量无法做详细统计。