数控等离子切割数控技术的应用与工艺控制

0 引言

　　与火焰切割和激光切割相比，数控等离子切割技术有着明显的性能优势和成本优势。工艺参数的控制在保证数控等离子切割的效率和质量中是非常重要的。为了获得更大的社会效益和经济效益，有必要不断探索和研究数控等离子切割技术的应用，降低成本，提高机械加工水平。

1 等离子切割的优势

　　等离子切割具有切割速度为火焰切割的10倍，最高可达10m/min，可切割许多非金属材料和一切金属板材，切割范围宽的优势。水下切割有利于环境的保护，能对切割时产生的弧光、有害气体、粉尘和噪声进行消除。随着大功率等离子切割技术的成熟，目前使用大功率的水射流技术等离子切割已让切割质量靠近激光切割的下限(±0.2mm)，切割厚度达130mm。因为激光切割机目前只适合于薄板切割，且价格昂贵，但精细等离子切割机最大切割厚度可达12mm， 切割成本仅为其1/3，切割精度可达激光切割的下限，所以把价格昂贵的激光切割机用精细等离子切割机来取代，有利于对用量较大的薄、中板用最经济的方式实施高速精细切割。如图1。

图1 逆变等离子切割电源原理图

2 数控等离子切割技术的应用

　　数控切割在我国的中小企业以及一些大型企业中仍被广泛使用，因其与其他切割方式相比，操作简单，设备成本较低。

　　数控切割的优势随着以焊代铸趋势的加速以及国内经济形势的快速发展正在渐渐的被人们所认识。数控切割使劳动效率得到进一步提高，不仅改善了工人的劳动环境，而且使产品质量得到改进，板材利用率大幅度提高。我国目前的金属加工行业使用的是以普通等离子和火焰切割机为主的数控切割机，但纯火焰切割已无法和现代生产的需要相适应。数控等离子切割机是市场目前主要需求的数控切割机，该类切割机可满足不同厚度、不同材料金属零件加工的需要及金属板材的下料，所以需求量会逐渐加大，但和国外的差距仍很明显，主要体现为：我国数控切割机下料只为下料总量的10％，数控等离子切割下料占到的比例更小，而发达国家金属加工行业仅有10％为手工下料，90％为数控切割机下料。分析原因，在我国数控切割的进一步普及受到了复杂的维护和操作、较高的设备成本的制约。所以，国内数控切割机生产厂家对国外控制系统技术进行了引进，且设计出了与我国国情相适应的数控切割机，经过2次开发后在切割领域中进行了运用。例如，哈电数控等某些厂家设计开发出的数控水下等离子切割机已达到了国外同类产品的标准，切割电流达1000A，在技术上，该专用数控切割设备已达到甚至超过了国外同类产品。

　　我国数控切割机产品主要以数控等离子切割机为主，每年市场需求量约在400~500台之间。相对来说，每年销售半自动切割机达上万台，每年销售仿形切割机达几千台。因此，我国数控切割市场，特别是数控等离子切割市场的发展潜力非常大。

　　数控等离子切割机分若干类型，数控等离子切割机只是在数控机上安装了等离子电源而已，真正有区别的是等离子电源。目前的电源大概分三类：1)类激光等离子电源切割截面光滑，且截面斜口几乎为零，表面粗糙度在Ral2.5～25μm之间。2)精细等离子电源的切割截面斜口在2。以内。3)普通等离子电源的切割截面斜口在3°～6°。如图2：

图2 一种微机数控系统开放式体系结构