数控空气等离子切割工件的若干缺陷探讨

2018-03-22周兴林

金属加工(热加工) 2018年2期

■ 周兴林

在板材加工过程中，数控空气等离子切割机的使用越来越广泛。数控代码在生成后，在切割过程中不可干预；但同时容易受到人为因素、气体压力、割炬高度、切割速度、电流及电压等因素的影响，导致次品，甚至废品的产生。切割工件的不合格，给企业带来了巨大的损失。为此，我们希望通过分析工件的缺陷，探讨缺陷产生的原因，从而采取相应的工艺措施，提高切割工件的质量。

切割工件的缺陷有主要有内外轮廓不同心、缺肉、严重斜边、大面积挂渣等。本文主要从我们厂常见的这几种缺陷入手分析，探讨提高切割工件质量的工艺措施。

1. 内外轮廓坐标原点不重合

内外轮廓坐标原点不重合主要指当工件（含有内轮廓）在代码生产时，外轮廓的引入、引出方式为直线，内轮廓的引入、引出方式为圆弧时，内轮廓与外轮廓相对于实际位置发生偏移。当我们工件只有一个外轮廓时，我们可以通过修改程序代码中切入点的坐标值，来调整引入线的长度，从而合理的使用板材；但是当工件含有内外轮廓时，直接调整外轮廓的引入线的长度，就会导致外轮廓的发生偏移。如要求切割如图1所示工件，设置引入、引出线长度为30mm，外轮廓切割部分代码是如图1对应代码；如果现场作业人员直接将第二行代码修改，以期望将引入线长度修改为15mm，这样就会产生如图2所对应的代码，那么再将改代码还原为实际图形时，就会得到如图2所示的现状，此时内轮廓已经向下偏移15mm，从而产生废品。

这种情况主要是由修改代码文件等不良操作习惯导致的。产生的主要原因是含内轮廓的工件，代码在修改时，除了引入线长度发生了改变，外轮廓切割时的坐标原点也随之发生了改变。为避免这种情况的发生，可以对生产的NC代码进行还原，以校对代码是否正确；同时要求作业人员不得私自修改代码，以避免这种情况的发生。

2. 缺肉

缺肉主要是指在工件的轮廓线上出现明显的凹陷。产生这种缺陷的原因有很多，主要表现在以下几个方面：

（1）在生成代码时内外轮廓弄反当切割轮廓弄反时，容易导致引入和引出线形成的割缝出现在工件上，直接导致废品的产生；可以通过对代码的模拟运行以及机器对代码读取后所显示的切割轮廓进行检查避免。

（2）引入线较短当引入线设置比较短（小于5mm），等离子弧在穿透钢板时，在热影响区的作用下，薄板的变形非常明显，特别是当同一轮廓出现突然急弯或出现细长条状时，会在轮廓附近出现局部较大面积的熔渣和严重变形，尤其在工件轮廓较小时表现尤为明显；随着板厚的增加，在保证等离子弧穿透的情况下，钢板的实际穿孔直径会随着板厚增加而略微增大，极易导致工件在等离子弧切入点附近出现缺肉等情况。针对这种情况，我们将薄板的引入线长度增加到5mm以上，当板厚大于3mm时，我们基本上会将引入线的长度控制在两倍的板厚以上，以规避缺陷的出现。

3. 严重斜边

等离子切割时一般情况下，空气等离子的切割斜边的倾角会小于4°；但是当切口过大时，切割斜边的倾角会大于4°或表现较为严重的斜边，这时就需要采取适当的工艺措施来控制斜边的角度，以期望获得较为理想的切割面；通常的措施是更换等离子切割的介质，例如氧气、氮气等。但在实际生产中，我们通常会遭遇到切割气体为压缩空气且气压不足的苛刻工况，这时适当调高工作电压、工作电流以及切割速度等参数，以获得有足够穿透能力且快速通过的等离子弧压，以改善工件的切口情况，获得相对较好的切割面。多数情况下，需要试切工件，避免出现割嘴烧损或弧压不稳的情况。