等離子切割是利用高溫等離子電弧的熱量使工件切口處的金屬局部熔化和蒸發,并借助高速等離子的動量排除熔融金屬以形成切口的一種加工方法。因其不是依靠氧化反應,而是靠熔化來切割材料,其適用范圍比氧切割大得多,幾乎能切割所有的金屬、非金屬、多層及復合材料,其切口窄,切割面質量好,切割速度快,切割厚度可達 160 mm,而且由于等離子弧高溫、高速的特點,在切割薄板時也不會變形。特別是在切割不銹鋼、鈦合金以及有色金屬材料領域時,能達到較好的切割質量,因此等離子切割廣泛運用于汽車、壓力容器、化工機械、核工業、通用機械、工程機械、鋼結構等行業。
等離子弧切割的質量評價標準
(1)切口寬度。
它是評價切割機切割質量的zui重要特征之一,也是反映切割機所能切割zui小圓的半徑尺寸。它是以切口zui寬處的尺寸來計量的,大部分等離子切割機的切口寬度為 0.15~6.0 mm。造成的影響:a. 過寬的切口不僅會浪費材料,也會降低切割速度和增大能耗;b. 切口寬度主要與噴嘴孔徑有關,一般切口寬度總要比噴嘴孔徑大 10%~40%;c. 當切割厚度增加時,往往需要使用更大的噴嘴孔徑,切口也將隨之加寬;d. 切口寬度增加,會增大割件的變形量。
(2)表面粗糙度。
它是用來描述切口表面的外觀,確定切割后是否需要再加工的標準,也是測量切口深度 2/3 處橫斷面上的 Ra值。由于切割氣流的作用在切割前進方向上產生縱向振動的結果,主要形成切割波紋。一般要求氧乙炔法切割后的表面粗糙度:1 級 Ra≤30μm,2 級 Ra≤50μm,3 級 Ra≤100μ m。等離子弧切割的切口 Ra值通常超過火焰切割的水平,但是低于激光切口 Ra值(小于 50μ m)。
(3)切口棱邊方形度。
它也是反映切割質量的重要參數,關系到切割后所需要再加工程度。該指標常用垂直度 U 或角度公差來表示。一般等離子弧切割時其 U 值與板厚、工藝參數關系密切,通常 U≤(1%~4%)δ (δ 為板厚)。
(4)熱影響區寬度。
該指標對于那些可硬化或可熱處理的低合金鋼或合金鋼非常重要,過寬的熱影響區寬度會明顯改變切口附近的性能。空氣等離子弧切割的熱影響區寬度約 0.3 mm,水下等離子弧切割時,熱影響區寬度還可以更窄。
(5)掛渣量。
它是描述熱切割后在切口下緣粘附的氧化物熔渣或重新凝固材料的多少。掛渣的等級通常是靠肉眼觀測來確定的,一般用無、輕微、中等和嚴重等描述。另外,對割縫直線度、上緣的熔化度以及缺口等也應該有相應的要求。