等离子割刀半自动化改造

王志华

摘 要：等离子切割做为一种安全、优质、高效、低成本的切割方法，还没有在焊培中心得到推广和应用。本文通过对等离子割刀半自动化改造，并在焊接培训中心铁板、不锈钢板、铝板、铜板的下料及开坡口环节应用，验证了等离子割刀半自动化切割是安全、优质、高效、低成本的切割方法。

关键词：等离子切割;半自动化;改造

北京理工大学材料学院潘文芳、杨素媛在《国内等离子切割的现状及发展趋势》一文中说道：随着我国制造业迅速发展，等离子切割技术也得到较快的发展。等离子切割（PAC）产生于20世纪40年代，直至20世纪50年代中期开始投入工业应用。它是利用高能量密度的等离子弧和高速的等离子流，将融化的金属从割口处吹走，从而形成连续缺口的一种切割方法。具有能量密度高、切割变形小、切割前不需预热、切割金属范围广（可以切割不锈钢，铝、铜、钛和普通碳钢等各类有色金属）等优点，在工业上尤其是制造业中的应用日益广泛。

公司焊培中心在铁板的下料及开坡口切割上仍然使用传统的氧、乙炔混合气体半自动切割。等离子切割做为一种安全、优质、高效、低成本的切割方法，还没有在焊培中心得到推广和应用。

1  国内外研究概况

我国等离子切割技术发展较为缓慢，与德、日、美等发达国家相比，无论是在切割设备，切割方法，数控智能技术等方面都有明显的差距。随着我国制造业迅猛发展，加快等离子切割技术的发展具有重要的现实意义。

2  公司焊培中心研究方面

焊培中心结合自身工作的需要，提出等离子割刀半自动化改造，研究计划内容：

2.1通过调查文献来获得资料，从而全面地、正确地了解掌握等离子切割的工作原理与氧、乙炔半自动切割的工作原理。

2.2依据现有的科学理论和现场的需要，进行切割设备的改造。

2.3课题研究后期通过改造后的设备使现场的材料实现等离子半自动化切割。

3 等离子割刀半自动化改造的实施

3.1 主要改造内容

将等离子切割设备与氧、乙炔半自动切割设备进行改造，改造后的设备利用等离子切割原理进行材料切割并实现半自动化操作。

3.2 技术关键

（1）对氧、乙炔半自动切割设备的自行机构进行改造，并与等离子割炬组合，最终实现等离子切割半自动化。

（2）收集不同材料、不同厚度的切割参数（割嘴角度、高度、电流、电压、压缩空气流速、行走速度）

4  氧乙炔半自动切割与等离子半自动切割的比较

4.1表一现场氧乙炔半自动切割与等离子半自动切割的工效对比表

通过表四的数据进行分析表明：在15个工作日内相同的工作时间，等离子半自动化切割的效率比氧乙炔半自动化切割提高32.2%。

4.2表二现场氧乙炔半自动切割与等离子半自动切割的成本对比表

通过表二的数据进行分析表明：每个工作日内，等离子半自动化切割的成本比氧乙炔半自动化切割降低53.8%。

4.3 氧乙炔半自动切割与等离子半自动切割的质量对比

4.4表三氧乙炔半自动切割与等离子半自动切割的其他方面的比较

1 切割材质范围 碳钢、低合金钢 碳钢、低合金钢、高合金钢、不锈钢、钛、有色金属

2 变形量 变形量大 变形量非常小

3 安全性 使用氧气、乙炔作为工作气体，属于易燃易爆气体，在气体的运输、使用、存储环节有严格的安全技术要求。 使用压缩空气作为工作用的气体，不存在易燃易爆的问题。

4 工作效率 以12mm碳钢切割所需预热和穿孔时间长，切割速度慢。切割速度283mm/min以上 切割速度快，效率高。以12mm碳钢为例切割速度可达375mm/min以上。

5 环保问题 燃烧时产生CO2，存在温室气体排放，而且耗用乙炔气，能源浪费大。 不会产生CO2，只消耗电能，能源利用率高。

通过表三的数据进行分析表明：等离子切割在切割材质范围、变形量、安全性、工作效率、温室气体排放方面都优于氧乙炔切割。

综上所述等离子半自动化切割完全达到或超过了预期的经济和技术指标。

5  主要成果及创新点

通过本项目的科技创新，焊培中心在铁板、不锈钢板、铝板、铜板的下料及开

坡口环节已经可以实现等离子半自动化切割。创新点：该项技术，可有效减少切割变形、提高切割效率、节约下料成本、金属材料的切割范围更加广泛，同时可以使现场钢板下料的安全生产系数得到提高，给企业带来更好的生产效率和经济效益。

结 语

等离子切割做为一种安全、优质、高效、低成本的切割方法，半自动化改造技术应用成熟后还可以在工程现场的六道制作、火電机组的煤斗制作（主要是不锈钢材质）的下料环节推广该项技术，可有效减少切割变形、提高切割效率、节约下料成本，同时可以使现场钢板下料的安全生产系数得到提高，给企业带来更好的生产效率和经济效益。

参考文献

[1] 潘文芳、杨素媛 《国内等离子切割的现状及发展趋势》 焊接 10.3969/j.issn.1001-1382.2010.03.007