等離子切割機

等離子切割機 - 概述

　　等離子弧切割機(Plasma Cutting Machine)是借助等離子切割技術(shù)對金屬材料進(jìn)行加工的機械。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部分或局部熔化(和蒸發(fā))，并借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。

等離子切割機 – 工作氣體

　　等離子切割機發(fā)展到目前，可采用的工作氣體(工作氣體是等離子弧的導(dǎo)電介質(zhì)，又是攜熱體，同時還要排除切口中的熔融金屬)對等離子弧的切割特性以及切割質(zhì)量、速度都有明顯的影響。常用的等離子弧工作氣體有氬、氫、氮、氧、空氣、水蒸氣以及某些混合氣體。

等離子切割機 - 特點

　　等離子切割機配合不同的工作氣體可以切割各種氧氣切割難以切割的金屬，尤其是對于有色金屬(不銹鋼、鋁、銅、鈦、鎳)切割效果更佳;其主要優(yōu)點在于切割厚度不大的金屬的時候，等離子切割速度快，尤其在切割普通碳素鋼薄板時，速度可達(dá)氧切割法的5~6倍、切割面光潔、熱變形小、幾乎沒有熱影響區(qū)。

　　特點：

　　1.全自動與半自動裁切雙模式選擇

　　2.數(shù)字精確控制切割長度

　　3.操作方便

等離子切割機 – 應(yīng)用領(lǐng)域

　　等離子切割機廣泛運用于汽車、機車、壓力容器、化工機械、核工業(yè)、通用機械、工程機械、鋼結(jié)構(gòu)等各行各業(yè)。

等離子切割機 - 結(jié)構(gòu)性能

　　1.機架采用全焊接結(jié)構(gòu)，堅固合理，操作簡單，持久耐用。

　　2.切割速度快，精度高。切割口小，整齊，無掉渣現(xiàn)象。在傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，改進(jìn)了切割用的控制方式，避免了二次修整加工。

　　3.適用于低炭鋼板、銅板、鐵板、鋁板、鍍鋅板、鈦金板等金屬板材。

　　4.數(shù)控系統(tǒng)配置高。自動引弧，性能穩(wěn)定，引弧成功率達(dá)到99﹪以上。

　　5.支持文泰、北航海爾、ARTCAM、Type3等軟件生成的標(biāo)準(zhǔn)G代碼路徑文件?？刂葡到y(tǒng)采用U盤交換加工文件，操作方便快捷

等離子切割機 - 工作原理

　　等離子切割是以高溫、高速的等離子弧為熱能,熔化被切割的金屬,并以高速氣流將熔化的金屬吹走.它能對各種金屬材料(不銹鋼、碳鋼、合金銅、鋁、銅、鎳、鈦等)進(jìn)行切割,具有切割速度快、切口窄、變形小、節(jié)省材料等特點。

　　壓縮空氣進(jìn)入割炬后由氣室分配兩路，即形成等離子氣體及輔助氣體。等離子氣體弧起熔化金屬作用，而輔助氣體則冷卻割炬的各個部件并吹掉已熔化的金屬。

　　切割電源包括主電路及控制電路兩部分，電氣原理：主電路包括接觸器，高漏抗的三相電源變壓器，三相橋式整流器，高頻引弧線圈及保護(hù)元件等組成。由高漏抗引成陡降的電源外特性?？刂齐娐吠ㄟ^割炬上的按鈕開關(guān)來完成整個切割工藝過程：預(yù)通氣—主電路供電—高頻引弧—切割過程—息弧—停止。主電路的供電由接觸器控制;氣體的通斷由電磁閥控制;由控制電路控制高頻振蕩器引燃電弧，并在電弧建立后使高頻停止工作。此外，控制電路尚具備以下內(nèi)部鎖定功能：熱控開關(guān)動作，停止工作。

　　空氣等離子切割機是以壓縮空氣為氣源，因工作頻繁、工作地點經(jīng)常移動和環(huán)境條件差等原因,容易發(fā)生故障。這里以LGK8-63切割機為例,分析其基本工作原理并介紹一些常見故障維修處理，原理圖見附圖所示。

　　1， 工作原理

　　空氣等離子切割機從結(jié)構(gòu)上分主要包括:主回路,控制回路以及氣路三部分。

　　(1)主回路包括接觸器KM、三相變壓器B1、三相橋式整流器(由D1~D6、C1~C6組成)、高頻振蕩器(由B2、B4、FP、C12組成)。

　　(2)控制回路由控制變壓器B3和J1、J2、J3、D7、C11、R3等元件組成。

　　(3)氣路部分由減壓及電磁氣閥DF組成。

　　其原理簡述如下:在接好電源和氣源后，合上開關(guān)K1，電源指示燈XD亮，冷卻風(fēng)機FM立即轉(zhuǎn)動。按下割炬微動開關(guān)K3，繼電器J1得電動作其常開觸點接通，電磁閥DF動作，氣路接通，割炬進(jìn)行預(yù)先通氣。

　　另一常開觸點接通電阻R3，二極管D7對電容C11充電，組成延時電路,經(jīng)過3~5秒充電完畢.繼電器J2通電閉合,接觸器KM得電閉合,主回路通電,經(jīng)過變壓器B1整流橋.正極經(jīng)過B5通過連接線直接接至工件,負(fù)極通過B2輸出,主回路得電的同時,接觸器KM的輔助常開觸頭接通繼電器J3.DK為常閉觸點,使得變莊器B4得電.B4初級電壓為220V,取自變壓器B3初級自耦抽頭,B4次級電壓為2500V左右,輸出至高壓電容C12(102M/10kV兩只并聯(lián))變壓器B2(初級繞組3匝.次級繞組10匝串于工作主回路).通過變壓器B2在主回路的負(fù)極上感應(yīng)疊加-高壓,割炬靠近接觸工件(正極),引弧切割。

　　圖中FP為保護(hù)放電空氣間隙,間距可調(diào),正常為1~12mm.當(dāng)引弧切割工件時.電弧電流使得線圈B5(8匝)內(nèi)干簧管DK觸點動作斷開,繼電器J3失電,切斷高壓變壓器B4,引弧升壓回路停止工作.當(dāng)切割完畢,松開割炬微動開關(guān)K3后,則繼電器J1斷電復(fù)位,接觸器KM主觸點斷開,主回路停止輸出.

　　由于RC電路中C11的充放電作用,繼電器J2延時復(fù)位,使氣路滯后10秒斷開,割炬得到有效冷卻,起到保護(hù)作用.整個切割工作過程:預(yù)通氣——主回路供電——高壓引弧——熄弧——氣體滯后——停止。變壓器B1為Y/Y接法,一次側(cè)線電壓為380V,二次側(cè)線電壓為170V,經(jīng)整流后直流空載電壓有效值為240V,有工作負(fù)載時輸出120V.

　　2，等離子切割機的缺陷

　　此型號等離子切割機,從其原理圖或?qū)嶋H結(jié)構(gòu)來分析主回路、控制回路等,沒有使用集成電路,雖然結(jié)構(gòu)簡單,但存在一些缺陷.因為電源進(jìn)線接至機上一端子板,然后從端子板直接接至接觸器KM.開/關(guān)機只是開/斷控制回路開關(guān)K1,繼而控制接觸器KM.在實際使用中若發(fā)生接觸器KM鐵心卡阻或觸點燒結(jié)(此故障極常見),此時切割機仍然有電壓輸出.容易發(fā)生關(guān)不斷電源的故障.從保護(hù)設(shè)備和工作人員或者從維修的角度分析,電源進(jìn)線后與接觸器KM之間至少需一只容量為30A左右(根據(jù)設(shè)備容量來估算)的三相斷路器.

　　值得一提的是,在引弧過程中未切割工件即主回路已得電,控制回路工作,J3、B4工作,在B2的次數(shù)上有一引弧電壓,疊加在主回路上.

　　由圖上看,此引弧分量電壓;經(jīng)工件輸出引線線間電容C13,線地電容C14、C15耦合,反加在變壓器B1的次級,通過繞組匝間電容C16反饋至電源側(cè),給工頻電源造成污染.用一高內(nèi)阻數(shù)字萬用表直流電壓1000V擋,一表筆搭接電源進(jìn)線任一相,另一表筆懸空,數(shù)字萬用表的顯示值是一不穩(wěn)定的值(遠(yuǎn)高于0V)。

　　參考資料：

如何平衡等離子切割機電源的電流與電壓

　　等離子切割機加工精度受到電源質(zhì)量的影響越來越大，如何平衡等離子切割機電源的電流與電壓輸入將成為影響切割質(zhì)量的關(guān)鍵。

等離子切割機常見故障原因及處理方法

　　本文介紹了等離子切割機常見的運行故障，并分析、提供了具體故障原因及相應(yīng)處理方法。

等離子弧不穩(wěn)定性的解決方法

　　數(shù)控等離子切割從原理上看，是依靠高壓等離子弧對材料的貫穿進(jìn)行切割，所以等離子切割機電弧的穩(wěn)定性將直接影響切割質(zhì)量。