切割方式

等离子切割

等离子切割机工作时，通过一个狭小的管道送出如氮气、氩气或氧气的压缩气体。管道的中间放置有负电极。在给负电极供电并将喷嘴口接触金属时，就形成了导通的回路，电极与金属之间就会产生高能量的电火花。随着惰性气体流过管道，电火花即对气体加热，直至其达到物质的第四种状态。这一反应过程产生了一束等离子体流，温度高达约摄氏16,649度，流速高达6,096米/秒，可使金属迅速变为熔渣。?
等离子体本身有电流流过。只要持续给电极供电并且保持等离子体与金属接触，那么产生电弧的周期就是连续的。为能够在确保这种接触的同时避免氧化以及其他等离子体尚不可知的特性引起的损坏，切割机喷嘴装有另外一组管道。这组管道持续放出保护气体以保护切割区域。保护气体的气压可以有效的控制柱状等离子体的半径。?

等离子切割机已成为现代工业的常用工具。在定制汽车车间以及汽车制造商的定制底盘和车身制造等方面都有大规模的应用。建筑公司在大规模的工程中应用等离子切割机，用于切割和制造大型的横梁和金属板件。当客户被锁在门外时，开锁师傅可以用等离子切割机在安全区钻孔。?
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Torchmate?CNC?Cutting?Systems供图
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在CNC（计算机数字控制）切割系统中，您无需接触材料，只需在电
脑上画好要切割的形状，切割即可自动完成。?
一、工作原理：等离子是加热到极高温度并被高度电离的气体，它将电弧功率将转移到工件上，高热量使工件熔化并被吹掉，形成等离子弧切割的工作状态。压缩空气进入割炬后由气室分配两路，即形成等离子气体及辅助气体。等离子气体弧起熔化金属作用，而辅助气体则冷却割炬的各个部件并吹掉已熔化的金属。????? 切割电源包括主电路及控制电路两部分，电气原理方框图见图所示：?
????主电路包括接触器，高漏抗的三相电源变压器，三相桥式整流器，高频引弧线圈及保护元件等组成。由高漏抗引成陡将的电源外特性。控制电路通过割炬上的按钮开关来完成整个切割工艺过程：预通气—主电路供电—高频引弧—切割过程—息弧—停止。?主电路的供电由接触器控制；气体的通短由电磁阀控制；由控制电路控制高频振荡器引燃电弧，并在电弧建立后使高频停止工作。?????此外，控制电路尚具备以下内部锁定功能：1.热控开关动作，停止工作。
二、切割故障?
1）割不透：a:板材厚度超过设备适用范围。b：切割速度太快。c:割炬倾度过大。d:压缩空气压力过大或过小。e：电网电压过低。
2）等离子弧不稳定：a:割炬移动太慢。b:电源两相供电，工作电压减小。c:压缩空

气压力过大。?
三、割炬的安装、维护及零件更换：1.安装或更换割炬零件时，将割炬头朝上，然后按保护罩—导电喷咀—气体分配器—电极—割炬体的顺序拆卸；按相反顺序装配。安装喷咀时，要保持与电极的同心度。保护罩要拧紧，喷咀要压紧，若有松动，不能切割。2.合理使用割炬，将喷咀与工件接触后在引弧；而切割结束时，应先松开手把按钮断弧，再将割炬从工件表面移开，这样可延长零件的使用寿命。当喷咀因中心空大而影响切割质量时应及时更换。3.电极中心凹陷深达2毫米以上或不能引弧时，可将电极反向安装使用或更新。4.发现保护罩、分配器裂开或严重损坏时应及时更换。5.发现割炬体绝缘、人造革外套、电缆线绝缘、气管损坏破裂时，应及时修复或更换。6.若要卸下割炬，将人造革外套后退，拆开开关连接接线，向后退出手把，再拆割炬体的连接接头。7.更换新的陶瓷保护罩时，将割炬体上的O形密封圈涂少许凡士林油再旋入，可延长密封圈使用时间。



激光切割
激光切割原理、分类及特点
（1）激光切割的原理[1]
激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将工件割开。激光切割属于热切割方法之一。激光切割的原理见下图。
（2）激光切割的分类
1）汽化切割
利用高能量密度的激光束加热工件。在短的时间内汽化，形成蒸气。在材料上形成切口。材料的汽化热一般很大，所以激光汽化切割时需要大的功率和功率密度。
激光汽化切割多用于极薄金属材料和非金属材料（如纸、布、木材、塑料和橡皮等）的切割。
2）熔化切割
激光熔化切割时，用激光加热使金属材料熔化，喷嘴喷吹非氧化性气体（Ar、He、N等），依靠气体的强大压力使液态金属排出，形成切口。所需能量只有汽化切割的1/10。
激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金属的切割，如不锈钢、钛、铝及其合金等。
3）氧气切割
它是用激光作为预热热源，用氧气等活性气体作为切割气体。喷吹出的气体一方面与切割金属作用，发生氧化反应，放出大量的氧化热；另一方面把熔融的氧化物和熔化物从反应区吹出，而切割速度远远大于激光汽化切割和熔化切割。
激光氧气切割主要用于碳钢、钛钢以及热处理钢等易氧化的金属材料。
4）划片与控制断裂
激光划片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面进行扫描，使材料受热蒸发出一条小槽，然后施加一定的压力，脆

性材料就会沿小槽处裂开。激光划片用的激光器一般为Q开关激光器和CO2激光器。
控制断裂是利用激光刻槽时所产生的陡峭的温度分布，在脆性材料中产生局部热应力，使材料沿小槽断开。
编辑本段
激光切割的特点
⑴ 切割质量好
①激光切割切口细窄，切缝两边平行并且与表面垂直，切割零件的尺寸精度可达±0.05mm。
② 切割表面光洁美观，表面粗糙度只有几十微米，甚至激光切割可以作为最后一道工序，无需机械加工，零部件可直接使用。
③ 材料经过激光切割后，热影响区宽度很小，切缝附近材料的性能也几乎不受影响，并且工件变形小，切割精度高，切缝的几何形状好，切缝横截面形状呈现较为规则的长方形。激光切割、氧乙炔切割和等离子切割方法的比较见表1，切割材料为6.2mm厚的低碳钢板。
⑵ 切割效率高
由于激光的传输特性，激光切割机上一般配有多台数控工作台，整个切割过程可以全部实现数控。操作时，只需改变数控程序，就可适用不同形状零件的切割，既可进行二维切割，又可实现三维切割。
⑶ 切割速度快
用功率为1200W的激光切割2mm厚的低碳钢板，切割速度可达600cm/min；切割5mm厚的聚丙烯树脂板，切割速度可达1200cm/min。材料在激光切割时不需要装夹固定。
⑷ 非接触式切割
激光切割时割炬与工件无接触，不存在工具的磨损。加工不同形状的零件，不需要更换“刀具”，只需改变激光器的输出参数。激光切割过程噪声低，振动小，无污染。
⑸ 切割材料的种类多
与氧乙炔切割和等离子切割比较，激光切割材料的种类多，包括金属、非金属、金属基和非金属基复合材料、皮革、木材及纤维等。但是对于不同的材料，由于自身的热物理性能及对激光的吸收率不同，表现出不同的激光切割适应性。采用CO2激光器，各种材料的激光切割性能见表2。
缺点
激光切割由于受激光器功率和设备体积的限制，激光切割只能切割厚度较低的板材和管材，工件厚度的增加，切割速度明显下降。
激光切割设备费用高，一次性投资大。


布氏硬度(HB)一般用于材料较软的时候，如有色金属、热处理之前或退火后的钢铁。洛氏硬度(HRC)一般用于硬度较高的材料，如热处理后的硬度等等。