理论教育 如何提高等离子弧切割的切口质量?

如何提高等离子弧切割的切口质量?

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:切口质量主要以表面粗糙度、切口的宽度和垂直度、切口结瘤、切口顶部边沿的锐度,以及切口热影响区硬度和宽度来评定。为提高切割质量,应把生成工件的一侧放在右侧。在测量304型不锈钢母材和等离子弧切割试样的磁性时发现磁导率不受等离子弧切割的影响。在先切割过程中产生的热量对随后切割的质量会有不良的影响。喷嘴的烧损会严重影响切口质量。

如何提高等离子弧切割的切口质量?

切口质量主要以表面粗糙度、切口的宽度和垂直度、切口结瘤、切口顶部边沿的锐度,以及切口热影响区硬度和宽度来评定。良好的切口标准是,其宽度要窄,切口横断面呈矩形,切口底部无结瘤或挂渣,切口表面硬度应不妨碍切后的机加工。

1.表面粗糙度

等离子弧切割可以切割大约75mm厚的平板。切割面的粗糙度和氧切割的很相似。在厚板上面低速切割容易造成切割面的污染和粗糙。在使用自动注水式切割或水保护切割设备时,切割面的氧化一般是不存在的。但是以氧作为离子气切割碳钢时,切割面就容易形成很薄的氧化膜。

2.切口的宽度和垂直度

切割厚度50mm以下的碳钢板材时,等离子弧切口的宽度是氧切割口宽度的1.5~2倍。例如,在25mm厚的钢板上形成切口大约为5mm。切口宽度随着板厚度的增加而增加。等离子弧喷射去除掉切割口顶部的金属要比底部的多。这将造成切割口的顶部比底部的宽度要大一些。如割枪的离子气是沿切向以旋涡状顺时针旋转,在切25mm厚的钢板时,在切割口左侧形成的典型切割角度是4°~6°,割口右侧形成的典型角度是2°。为提高切割质量,应把生成工件的一侧放在右侧。

3.结瘤

等离子弧切割时,熔化金属被高速吹落的同时,还有一部分会附着于切割面下缘而凝固残留下来,称此附着物为结瘤。利用现代自动切割设备,在切割厚度到达75mm厚的铝合金不锈钢或40mm厚的碳钢可以实现基本不存在结瘤。切割碳钢时是否粘有结瘤与选择切割速度和电流有很大关系。结瘤自由脱落的参数范围受到材料成分、厚度、切割气体和电流影响。这个范围对于氧气和空气等离子弧切割是很宽的,但是对于氮气等离子弧切割是很窄的。结瘤通常在切割厚板时出现。

4.割口顶部边沿的锐度

好的等离子弧割口顶部边沿不应该有圆角,应该在切割面与工件上面形成一个90°的角度。导致顶部边沿倒圆的原因是由于对于确定厚度的板材使用的切割能量过大或者是割枪喷嘴距工件的距离太大。这种情况还有可能发生在高速切割厚度小于6mm的板子。

5.冶金影响(www.daowen.com)

在等离子弧切割过程中,切割面的材料被加热到熔化的同时被等离子流力喷出。这样就沿切割面形成了热影响区,它和熔焊过程很相似。在热影响区,热量不仅改变了金属的组织而且由于在切割面的金属迅速扩张和收缩形成了内部拉应力

电弧热量可以熔透工件的深度和切割的速度成反比。25mm的不锈钢在21mm/s的切割速度下形成的切割面的热影响区大约有0.08~0.13mm宽。热影响区的宽度通过对切割面微观金相组织区域的检测得到。

在高速切割不锈钢和急冷的情况下,切割面可以非常迅速地通过650℃的临界温度。这导致不锈钢中碳化铬成分没有机会沿晶界沉淀,因而耐蚀能力依然存在。在测量304型不锈钢母材和等离子弧切割试样的磁性时发现磁导率不受等离子弧切割的影响。

对相同厚度的铝板不锈钢板切割面进行冶金检测说明,铝板的热影响区比不锈钢的宽。导致这一结果的原因是由于铝的高热导率。显微硬度检测表明,切25mm厚的铝板时,热影响区大约为5mm。在2000和7000系列的时效硬化铝合金的切割面上有较强的裂纹敏感性。裂纹出现的原因是晶界低熔点共晶体液化和应力作用。切割面有裂纹的母材不能作为焊接件,在焊前需用机械法去除切割面上的裂纹。

等离子弧切割高碳钢在热影响区很容易出现淬硬性。淬硬的程度受到等离子气体的影响。氮气作为离子气容易使切割面有最高的表面硬度,而氧气作为离子气形成的切割面的硬度最低。这是因为有一定量的氮气被吸收到切割面。

切割长、窄、锥形的工件或外角会发生不同的冶金反应。在先切割过程中产生的热量对随后切割的质量会有不良的影响。

上述割口质量评定因素都与切割参数有关,假如采用的切割参数合适而割口质量不理想时,则要着重检查电极与喷嘴的同心度以及喷嘴结构是否合适。喷嘴的烧损会严重影响切口质量。

利用等离子弧切割开坡口时,要特别注意切口底都不能残留熔渣,不然会增加焊接装配的困难。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈