焊接论文11.5.17.doc

等离子弧焊接与切割 090302119 徐亮亮 等离子弧焊设备分为手工焊和机械化焊两大类。手工焊设备由焊接电源、焊枪、控制电路、气路和水路等部分组成。机械化焊设备由焊接电源、焊枪、焊接小车(或转动胎具）、控制电路、气路及水路等部分组成。 按照焊接电流的大小，等离子弧设备可分为大电流等离子弧设备和微束等离子弧设备两大类。 大电流等离子弧的引燃方法是在焊接回路中叠加一个高频振荡器，依靠高频火花在钨极与喷嘴之间引燃非转移弧。 微束等离子弧的引燃方法有两种：一种是借助焊枪上的钨极移动机构向前推进钨极，直至钨极端部与压缩喷嘴相接触，然后回抽钨极引燃非转移弧；另一种是采用高频振荡器。 等离子弧焊机的型号有：自动等离子弧焊机LH-300、熔化极气体保护等离子弧焊机LUR2-400；微束等离子弧焊机LH6、LH-16A、LH-20、LH-30。1.1等离子弧的产生：(1)等离子弧的概念：自由电弧：未受到外界约束的电弧，如一般电弧焊产生的电弧。等离子弧：受外部拘束条件的影响使孤柱受到压缩的电弧。自由电弧弧区内的气体尚未完全电离，能量未高度集中，而等离子弧弧区内的气体完全电离，能量高度集中，能量密度很大，可达105106W/cm2，电弧温度可高达240005000K(一般自由状态的钨极氩弧焊最高温度为1000020000K，能量密度在104W/cm2以下)能迅速熔化金属材料，可用来焊接和切割。(2)等离子弧的产生在钨极与喷嘴之间或钨极与工件之间加一较高电压，经高频振荡使气体电离形成自由电弧，该电弧受下列三个压缩作用形成等离子弧。机械压缩效应(作用)电弧经过有一定孔径的水冷喷嘴通道，使电弧截面受到拘束，不能自由扩展。热压缩效应当通入一定压力和流量的氩气或氮气时，冷气流均匀地包围着电弧，使电弧外围受到强烈冷却，迫使带电粒子流(离子和电子)往弧柱中心集中，弧柱被进一步压缩。电磁收缩效应定向运动的电子、离子流就是相互平行的载流导体，在弧柱电流本身产生的磁场作用下，产生的电磁力使孤柱进一步收缩。电弧经过以上三种压缩效应后，能量高度集中在直径很小的弧柱中，弧柱中的气体被充分电离成等离子体，故称为等离子弧。当小直径喷嘴，大的气体流量和增大电流时，等离子焰自喷嘴喷出的速度很高，具有很大的冲击力，这种等离子弧称为“刚性弧”，主要用于切割金属。反之，若将等离子弧调节成温度较低、冲击力较小时，该等离子弧称为“柔性弧”，主要用于焊接。1.2等离子弧焊接1.2.1基本知识用等离子弧作为热源进行焊接的方法称为等离子孤焊接.焊接时离子气(形成离子弧)和保护气(保护熔池和焊缝不受空气的有害作用)均为氩气。等离子弧焊所用电极一般为钨极(与钨极氩弧焊相同，国内主要采用钍钨极和铈钨极，国外还采用锆钨极和锆极)，有时还需填充金属(焊丝)。一般均采用直流正接法(钨棒接负极)。故等离子弧焊接实质上是一种具有压缩效应的钨极气体保护焊。1.2.2等离子弧焊接的分类：等离子弧焊可分为大电流等离子弧焊和微束等离子弧焊等(1)大电流等离子孤焊有两种工艺：一种为穿孔型等离子弧焊，一种为熔入型等离子弧焊。穿孔型等离子弧焊：在等离子能量密度足够和等离子流力够大等条件下焊接，产生穿透小孔，熔化金属被排挤在小孔周围和后方，随着等离子弧前移，小孔也前移，该现象叫小孔效应。该焊接工艺方法称为穿孔型等离子弧焊。穿孔型离子弧焊可保证完全焊透，一般大电流等离子弧焊(100300A)大都采用此方法。但穿孔效应只有在足够的能量密度条件下形成，且能量密度的提高受到限制，故该方法只能在有限板厚内进行目前生产应用的板厚范围为：碳钢7mm，不锈钢810mm，钛1012mm。该方法最适合于焊接38mm不锈钢，12mm以下钛合金，26mm低碳或低合金结构钢，以及铜、黄铜、镍及镍基合金的对接缝。熔入型等离子弧焊当离子气流量减小，穿孔效应消失时采用。该方法同一般钨极氩弧焊相似。该方法适用于薄板，多层焊缝的盖面及角焊缝，可填加或不填加焊丝，其优点为焊速较快。(2)微束等离子弧焊：指15A30A以下的熔入型等离子弧焊微束等离子弧焊的等离子弧喷射速度和能量密度较小，比较柔和，可用于焊接0.0252.5mm的箔材及薄板。1.2.3等离子弧焊接的特点及应用：特点：(1)微束等离子弧焊可以焊接箔材和薄板。(2)具有小孔效应，能较好实现单面焊双面自由成形。(3)等离子弧能量密度大，弧柱温度高，穿透能力强，1012mm厚度钢材可不开坡口，能一次焊透双面成形，焊接速度快，生产率高，应力变形小。(4)设备比较复杂，气体耗量大，只宜于室内焊接。应用：广泛用于工业生产，特别是航空航天等军工和尖端工业技术所用的铜及铜合金、钛及钛合金、合金钢、不锈钢、钼等金属的焊接，如钛合金的导弹壳体，飞机上的一些薄试述等离子弧切割的基本原理。等离子弧切割是利用高速、高温和高能的等离子气流来加热和熔化被切割材料，并借助内部的或都外部的高速气流或水流将熔化材料排开直到等离子气流束穿透背面而形成割口的一种电弧切割方法。等离子弧柱的温度高，远远超过所有金属以及非金属的熔点，因此，等离子弧切割过程不是依靠氧化反应，而是靠熔化来切割材料，因而比氧切割方法的适用范围大得多，能够切割绝大部分金属和非金属材料，目前主要用于切割氧切割无法切割的材料，如不锈钢、有色金属等。61 什么是空气等离子切割？利用压缩空气作为工作气体和排除熔化金属气流的等离子切割称空气等离子切割，其切割原理见图27。其突出优点是工作气体不采用价格昂贵的Ar气，因此切割成本低，气体来源方便。所使用的压缩空气在电弧中被加热后发生分解和电离，生成的氧与切割金属产生化学放热反应，可加快切割速度，特别适宜于切割厚30mm以下的碳钢、不锈钢和铝、铜等有色金属。由于空气等离子弧切割用的电极受到强烈的氧化腐蚀，所以不能采用钨极或氧化物钨电极，通常采用镶嵌式纯锆或纯铪电极，但即使采用锆、铪电极，其工作寿命一般也不超过510h。 注意事项：(1)不要在割炬上涂油脂；(2)不要过度使用O型环的润滑剂；(3)在保护壳还留在割炬上时不要喷防溅化学剂；(4)不要拿手动割炬当.正确地装配割炬。2.消耗件在完全损坏前要及时更换。3.清洗割炬的连接螺纹。4.清洗电极和喷嘴的接触面。5.每天检查气体和冷却气。6.避免割炬碰撞损坏。7.最常见的割炬损坏原因：(1)割炬碰撞；(2)由于消耗件损坏造成破坏性的等离子弧；(3)脏物引起的破坏性的等离子弧；(4)松动的零部件引起的破坏性等离子弧。等离子切割厚板，烟尘特别大，另外割床下需配备水槽，清理起来，不方便，所以用火焰切割比较普遍，火焰无法切割材料、或薄板为了减少变形，才采用等离子切割。数控等离子机切割工艺参数的选择对切割质量、切割速度和效率等切割效果的影响是至关重要的。正确使用数控等离子机进行高质量的快速切割，必须对切割工艺参数进行深刻地理解和掌握。 一、切割电流： 它是最重要的切割工艺参数，直接决定了切割的厚度和速度，即切割能力。造成影响：1、切割电流增大，电弧能量增加，切割能力提高，切割速度是随之增大；2、切割电流增大，电弧直径增加，电弧变粗使得切口变宽；3、切割电流过大使得喷嘴热负荷增大，喷嘴过早地损伤，切割质量自然也下降，甚至无法进行正常割。所以在切割前要根据材料的厚度正确选用切割电流和相应的喷嘴。 二、切割速度：最佳切割速度范围可按照设备说明选定或用试验来确定，由于材料的厚薄度，材质不同，熔点高低，热导率大小以及熔化后的表面张力等因素，切割速度也相应的变化。主要表现：1、切割速度适度地提高能改善切口质量，即切口略有变窄，切口表面更平整，同时可减小变形。2、切割速度过快使得切割的线能量低于所需的量值，切缝中射流不能快速将熔化的切割熔体立即吹掉而形成较大的后拖量，伴随着切口挂渣，切口表面质量下降。3、当切割速度太低时，由于切割处是等离子弧的阳极，为了维持电弧自身的稳定，阳极斑点或阳极区必然要在离电弧最近的切缝附近找到传导电流地方，同时会向射流的径向传递更多的热量，因此使切口变宽，切口两侧熔融的材料在底缘聚集并凝固，形成不易清理的挂渣，而且切口上缘因加热熔化过多而形成圆角。4、当速度极低时，由于切口过宽，电弧甚至会熄灭。由此可见，良好的切割质量与切割速度是分不开的。 三、电弧电压：一般认为电源正常输出电压即为切割电压。等离子弧切割机通常有较高的空载电压和工作电压，在使用电离能高的气体如氮气、氢气或空气时，稳定等离子弧所需的电压会更高。当电流一定时，电压的提高意味着电弧焓值的提高和切割能力的提高。如果在焓值提高的同时，减小射流的直径并加大气体的流速，往往可以获得更快的切割速度和更好的切割质量。 四、工作气体与流量：工作气体包括切割气体和辅助气体，有些设备还要求起弧气体，通常要根据切割材料的种类，厚度和切割方法来选择合适的工作气体。切割气体既要保证等离子射流的形成，又要保证去除切口中的熔融金属和氧化物。过大的气体流量会带走更多的电弧热量，使得射流的长度变短，导致切割能力下降和电弧不稳；过小的气体流量则使等离子弧失去应有的挺直度而使切割的深度变浅，同时也容易产生挂渣；所以气体流量一定要与切割电流和速度很好的配合。 现在的等离子弧切割机大多靠气体压力来控制流量，因为当枪体孔径一定时，控制了气体压力也就控制了流量。切割一定板厚材料所使用的气体压力通常要按照设备厂商提供的数据选择，若有其它的特殊应用时，气体压力需要通过实际切割试验来确定。最常用的工作气体有：氩气、氮气、氧气、空气以及H35、氩-氮混合气体等。 1、氩气在高温时几乎不与任何金属发生反应，氩气等离子弧很稳定。而且所使用的喷嘴与电极有较高的使用寿命。但氩气等离子弧的电压较低，焓值不高，切割能力有限，与空气切割相比其切割的厚度大约会降低25%。另外，在氩气保护环境中，熔化金属的表面张力较大，要比在氮气环境下高出约30%，所以会有较多的挂渣问题。即使使用氩和其它气体的混合气切割也会有粘渣倾向。因此，现已很少单独使用纯氩气进行等离子切割。 2、氢气通常是作为辅助气体与其它气体混和作用，如著名的气体H35（氢气的体积分数为35%，其余为氩气）是等离子弧切割能力最强的气体之一，这主要得利于氢气。由于氢气能显著提高电弧电压，使氢等离子射流有很高的焓值，当与氩气混合使用时，其等离子射流的切割能力大大提高。一般对厚度70mm以上的金属材料，常用氩氢作为切割气体。若使用水射流对氩氢气等离子弧进一步压缩，还可获得更高的切割效率。 3、氮气是一种常用的工作气体，在有较高电源电压的条件下，氮气等离子弧有较好的稳定性和比氩气更高的射流能量，即使是切割液态金属粘度大的材料如不锈钢和镍基合金时，切口下缘的挂渣量也很少。氮气可以单独使用，也可以同其它气体混和使用，如自动化切割时经常使用氮气或空气作为工作气体，这两种气体已经成为高速切割碳素钢的标准气体。有时氮气还被用作氧等离子弧切割时的起弧气体。 4、氧气可以提高切割低碳钢材料的速度。使用氧气进行切割时，切割模式与火焰切割很想像，高温高能的等离子弧使得切割速度更快，但是必须配合使用抗高温氧化的电极，同时对电极进行起弧时的防冲击保护，以延长电极的寿命。 5、空气中含有体积分数约78%的氮气，所以利用空气切割所形成的挂渣情况与用氮气切割时很想像；空气中还含有体积分数约21%的氧气，因为氧的存在，用空气的切割低碳钢材料的速度也很高；同时空气也是最经济的工作气体。但单独使用空气切割时，会有挂渣以及切口氧化、增氮等问题，而且电极和喷嘴的寿命较低也会影响工作效率和切割成本。 五、喷嘴高度：指喷嘴端面与切割表面的距离，它构成了整个弧长的一部分。由于等离子弧切割一般使用恒流或陡降外特征的电源，喷嘴高度增加后，电流变化很小，但会使弧长增加并导致电弧电压增大，从而使电弧功率提高；但同时也会使暴露在环境中的弧长增长，弧柱损失的能量增多。在两个因素综合作用的情况下，前者的作用往往完全被后者所抵消，反而会使有效的切割能量减小，致使切割能力降低。 通常表现是切割射流的吹力减弱，切口下部残留的熔渣增多，上部边缘过熔而出现圆角等。另外，从等离子射流的形态方面考虑，射流直径在离开枪口后是向外膨胀的，喷嘴高度的增加必然引起切口宽度加大。所以，选用尽量小的喷嘴高度对提高切割速度和切割质量都是有益的，但是，喷嘴高度过低时可能会引起双弧现象。采用陶瓷外喷嘴可以将喷嘴高度设为零，即喷口端面直接接触被切割表面，可以获得很好的效果。 六、切割功率密度：为了获得高压缩性的等离子弧切割电弧，切割喷嘴都采用了较小的喷嘴孔径、较长的孔道长度并加强了冷却效果，这样可以使得喷嘴有效断面内通过的电流增加，即电弧的功率密度增大。但同时压缩也使得电弧的功率损失加大，因此，实际用于切割的有效能量要要比电源输出的功率小，其损失率一般在25%50%之间，有些方法如水压缩等离子弧切割的能量损失率会更大，在进行切割工艺参数设计或切割成本的经济核算时应该考虑这个问题。 举例：在工业中使用的金属板厚大多是在50mm以下，在这个厚度范围内用常规的等离子弧切割往往会形成上大下小的割口，而且割口的上边缘还会导致切口尺寸精度下降并增加后续加工量。当采用氧和氮气等离子弧切割碳钢、铝和不锈钢时，当板厚在1025mm范围内时，通常是材料越厚，端边的垂直度越好，其切割棱边的角度误差在1度4度。当板厚小于1mm，随板厚的减小，切口角度误差从3度4度增加到15度25度。 一般认为，这种现象的产生原因是由于等离子射流在割口面上的热输入不平衡所致，即在割口的上部等离子弧能量的释放多于下部。这个能量释放的不平衡，与很多工艺参数密切相关，如等离子弧压缩程度、切割速度及喷嘴到工件的距离等。增加电弧的压缩程度可以使高温等离子射流延长，形成更为均匀的高温区域，同时加大射流的速度，可以减小切口上下的宽度差。然而，常规喷嘴的过度压缩往往会引起双弧现象，双弧不但会损耗电极和喷嘴，使切割过程无法进行，而且也会导致切口质量的下降。另外，过大的切割速度和过大的喷嘴高度都会引起切口上下宽度差的增加。 高性能Rapier和Trident数控等离子切割系统集中了HG-FARLEY LASERLAB以往的科技成果，采用了全新的气体控制箱设计，为用户提供了优异的切割质量和质量稳定性，最大化的生产效率，最小的运行成本，无与伦比的加工适用性，能够以一半的运行成本获得比已往更佳的精细切割质量。在切割碳钢时，具有优异质量和稳定性的精细特征零件。结合高精度的切割床，能得到极佳的小件和圆孔质量。在切割不锈钢和铝材时，使用N2/N2 ，H35(氩氢预混气)和H35N2工艺，以及新的F5 (氮氢预混气)工艺，使薄板的切割质量明显提高。气割受诸多因素的影响，但影响切割质量及切割过程的主要因素有以下几方面： (1)氧气纯度的影响 在气割过程中氧气纯度对切割速度、氧气耗量及切割质量的影响是比较大的。由于氧气纯度的降低，金属在氧气中的燃烧过程减缓，致使切割时间增加，所以切割速度变慢。由于氧气纯度的降低，为了保证金属在氧气中的相同燃烧效果，氧气的耗量必然增加，随着切割厚度的增加，氧气耗量的增加量变大。氧气纯度在99.5一97.5范围内降低1，切割，lm长度的氧气耗量将增加2535。由于氧气纯度的降低，金属在氧气中的燃烧效果变差，所以也必将影响切割质量。随着氧气纯度的降低，切割面质量随之降低。如切割速度保持不变，则后拖量增加。如果想无后拖，则必须降低切割速度，这样上缘烧塌严重。氧气纯度低，切割面的割纹深度增加，挂渣严且不好清除。随着厚度的增加，对切割质量的影响更大。 (2)金属中杂质和缺陷的影响 金属中含有杂质对火焰切割有很大影响。有的杂质甚至使金属不能实施火焰切割。金属材料对切割的影响1)碳的影响 当w(C)0.5时，火焰切割过程就会显著地变坏：w(C)1.01.2时，无法进行正常的火焰切割。2)锰的影响 当金属中含有的锰达到4时，对火焰切割过程没有明显影响；当含锰量很大时，切割过程会大大困难；而当w(Mn)14时，切割过程将无法进行。当 W(Mn)0.8和w(C)0.3时，金属硬化倾向增高，使接近切口边缘的硬度和脆性都将增高。3)硅的影响 金属中含有一般数量的硅，对切割过程没有很明显的影响。当硅含量增加时，将形成难熔的Si02 ，使熔渣的粘度增加，切割过程变得困难；当硅含量很高时，切割过程不能进行。4)铬的影响 金属中含有少量铬时(45)，只是在切割过程中熔渣粘度增加；当铬含量很大时，由于形成大量难熔的Cr2 02 ，已不能用普通的火焰切割方法进行切割。5)镍的影响 金属中w(Ni)到7时，对切割过程影响不大：当w(Ni)高到34时，切割过程开始变坏。6)钼的影响 金属中w(Mo)20时，不能进行气割。钨的含量还将引起切口边缘处的硬度大大提高。8)金属中缺陷的影响 钢材在轧制过程中如处理不好，内部产生气孔、夹渣和裂纹，对切割过程和切割质量影响很大。一般的轻微的将使切割速度变慢、切割面质量变差。缺陷严重时会产生严重的后拖、切不透、返浆而发生回火，烧坏割嘴使切割中断。在切割钢坯、钢锭时最易发生上述现象。(3)燃气种类和燃气纯度对切割质量的影响 氧-乙炔火焰切割是传统的火焰切割方法。近30年以来，丙烷、丙烯、天然气、焦炉煤气等各种乙炔代用燃气有了比较广泛的应用，在切割质量和切割效果上与乙炔没有太大的差别，有些方面比乙炔还要好。COB催化燃气由于理想的对母气进行的理化性能的改善，因此极大提升了燃气的使用效率，得到了较好的使用效果。 燃气的纯度对切割质量和切割过程的影响不是太大，但燃气中的杂质会产生以下几方面影响： 1)乙炔里如含有一定的空气，爆炸的危险性增加；含有的磷化氢增加，易发生自燃，使爆炸的可能性增加。 2)乙炔里含有的硫化氢对人体、对工业均有害。磷和硫还将破坏焊接和切割质量，故含量均不能太高。国家标准对这些成分的含量均做了规定。 3)丙烷、丙烯中其他成分的含量虽然对切割质量和切割效果影响不太大，但其他成分含量过高在温度较低和用气量很大的情况下挥发效果不好，残留杂质过多。如用管路输送，时间长了残留杂质积存于管路中，影响气体流量甚至堵塞管路。COB催化助剂有效的催化了较大的颗粒，使之较好的得到利用，降低了残留物对燃气及管路的影响。 4)焦炉煤气在使用中要有净化脱硫装置，否则将影响火焰切割的正常进行，对人体也有害。 (4)切割速度对切割质量的影响 火焰切割速度要合适，不能过快也不能过慢。过快了将产生后拖和切不透，甚至翻浆烧坏割嘴，中断切割；切割速度过慢，上缘烧塌，下缘挂渣严重，割缝变宽，切割面质量也很不理想。等离子切割机电弧的稳定性直接影响着切割质量。等离子电弧不稳定现象，会导致切口参差不齐、积瘤等缺陷，也会导致控制系统的相关元件寿命降低，喷嘴、电极频繁更换。针对此现象，进行分析并提出解决办法： 1气压过低 等离子切割机工作时，如工作气压远远低于说明书所要求的气压，这意味着等离子弧的喷出速度减弱，输入空气流量小于规定值，此时不能形成高能量、高速度的等离子弧，从而造成切口质量差、切不透、切口积瘤的现象。气压不足的原因有：空压机输入空气不足，切割机空气调节阀调压过低，电磁阀内有油污，气路不通畅等。解决方法是，使用前注意观察空压机输出压力显示，如不符合要求，可调整压力或检修空压机。如输入气压已达要求，应检查空气过滤减压阀的调节是否正确；表压显示能满足切割要求。否则应对空气过滤减压阀进行日常维护保养，确保输入空气干燥、无油污。如果输入空气质量差，会造成减压阀内产生油污，阀芯开启困难，阀口不能完全打开。另外，割炬喷嘴气压过低，还需更换减压阀；气路截面变小也会造成气压过低，可按说明书要求更换气管。 2气压过高 若输入空气压力远远超过0.45MPa，则在形成离子弧后，过大的气流会吹散集中的弧柱，使弧柱能量分散，减弱了等离子弧的切割强度。造成气压过高的原因有：输入空气调节不当、空气过滤减压阀调节过高或者是空气过滤减压阀失效。解决方法是，检查空压机压力是否调整合适，空压机和空气过滤减压阀的压力是否失调。开机后，如旋转空气过滤减压阀调节开关，表压无变化，说明空气过滤减压阀失灵，需更换。 3割炬喷嘴和电极烧损 因喷嘴安装不当，如丝扣未上紧，设备各挡位调整不当，需用水冷却的割炬在工作时，未按要求通入流动的冷却水以及频繁起弧，都会造成喷嘴过早损坏。解决方法是，按照切割工件的技术要求，正确调整设备各挡位，检查割炬喷嘴是否安装牢圄，需通冷却水的喷嘴应提前使冷却水循环起来。切割时，根据工件的厚度调整割炬与工件之间的距离。 4输入交流电压过低 等离子切割机的使用现场有大型用电设施，切割机内部主回路元件故障等，会使输入交流电压过低。解决方法是，检查等离子切割机所接入电网是否有足够的承载能力，电源线规格是否符合要求。等离子切割机安装地点，应远离大型用电设备和经常有电气干扰的地方。使用过程中，要定期清理切割机内灰尘和元件上的污垢，检查电线是否有老化现象等5地线与工件接触不良 接地是切割前一项必不可少的准备工作。未使用专用的接地工具，工件表面有绝缘物及长期使用老化严重的地线等，都会使地线与工件接触不良。解决方法：应使用专门的接地工具，并检查是否有绝缘物影响地线与工件表面接触，避免使用老化的接地线。 6火花发生器不能自动断弧 等离子切割机工作时，首先要引燃等离子弧，由高频振荡器激发电极与喷嘴内壁之间的气体，产生高频放电，使气体局部电离而形成小弧，这一小弧受压缩空气的作用，从喷嘴喷出以引燃等离于弧，这是火花发生器主要的任务。正常情况下，火花发生器的工作时间只有0.51s，不能自动断弧的原因一般是控制线路板元件失调，火花发生器的放电电极间隙不合适。解决方法：应经常检查火花发生器放电极，使其表面保持平整，适时调整火花发生器的放电电极间隙（0.81.2mm），必要时更换控制板。 7其它除以上原因外，切割速度过慢，切割时割炬与工件的垂直度，以及操作者对等离子切割机的熟悉程度，操作水平等，都影响等离子弧的稳定性，使用者应在这些方面注意!众所周知，影响火焰切割质量的因素有很多，其中预热时间、火焰温度、割焰长短等都是较为重要的，上述三点统称为火焰切割调火，那么接下来，蓝讯公司将就火焰切割调火问题及技巧总结归纳，以便用户参考。在了解火焰切割调火技巧之前，我们需要先明白在不同燃气比例下的三种切割焰。一般来说，在使用火焰切割方式时，通过调整氧气和乙炔的比例可以得到三种切割火焰：中性焰（即正常焰），氧化焰，还原焰。 正常火焰的特征是在其还原区没有自由氧和活性碳，有三个明显的区域，焰芯有鲜明的轮廓（接近于圆柱形）。焰芯的成分是乙炔和氧气，其末端呈均匀的圆形和光亮的外壳。外壳由赤热的碳质点组成。焰芯的温度达1000。还原区处于焰芯之外，与焰芯的明显区别是它的亮度较暗。还原区由乙炔未完全燃烧的产物氧化碳和氢组成，还原区的温度可达3000左右。外焰即完全燃烧区，位于还原区之外，它由二氧化碳和水蒸气、氮气组成，其温度在12002500之间变化。 这里我们所说的中性焰是正常切割时的状态，但在实际操作中，调火成功只是最后的结果，实际上出现氧化焰和还原焰的可能性还是比较高的，那么关于氧化焰和还原焰的特点是什么？以及出现氧化焰的还原焰的问题在那里？氧化焰是在氧气过剩的情况下产生的，其焰芯呈圆锥形，长度明显地缩短，轮廓也不清楚，亮度是暗淡的；同样，还原区和外焰也缩短了，火焰呈紫蓝色，燃烧时伴有响声，响声大小与氧气的压力有关，氧化焰的温度高于正常焰。如果使用氧化焰进行切割，将会使切割质量明显地恶化。 还原焰是在乙炔过剩的情况下产生的，其焰芯没有明显的轮廓，其焰芯的末端有绿色的边缘，按照这绿色的边缘来判断有过剩的乙炔；还原区异常的明亮，几乎和焰芯混为一体；外焰呈黄色。当乙炔过剩太多时，开始冒黑烟，这是因为在火焰中乙炔燃烧缺乏必须的氧气造成的。 预热火焰的能量大小与切割速度、切口质量关系相当密切。随着被切工件板厚的增大和切割速度的加快，火焰的能量也应随之增强，但又不能太强，尤其在割厚板时，金属燃烧产生的反应热增大，加强了对切割点前沿的预热能力，这时，过强的预热火焰将使切口上边缘严重熔化塌边。太弱的预热火焰，又会使钢板得不到足够的能量，逼使减低切割速度，甚至造成切割过程中断。所以说预热火焰的强弱与切割速度的关系是相互制约的。 一般来说，切割200mm以下的钢板使用中性焰可以获得较好的切割质量。在切割大厚度钢板时应使用还原焰预热切割，因为还原焰的火焰比较长，火焰的长度应至少是板厚的1.2倍以上。 等离子发生电源部分的抑制措施等离子数控系统的最主要的干扰源是电源部分。它一般采取高频引弧器来引燃电弧，高频变压器二次侧电压高达30006000V，脉冲频率上百千赫兹，辐射干扰和对电网的污染（干扰）都是很强的；还有大电流的交直流接触器和各种继电器关断对电网也会造成浪涌冲击。通常的等离子切割机一起弧就引起计算机内部混乱，无法正常切割，最早的数控切割机甚至要求用户先起弧然后再启动计算机，运行数控系统程序。这不仅使操作繁琐，计算机得不到充分利用，而且对计算机的寿命产生严重影响，所以抑制等离子发生电源的干扰，减少对电网污染是首要问题，具体措施：A、对高频引弧器增加屏蔽罩，减少高频辐射；B、改造等离子电源的控制线路。原LG200等离子切割机的控制电源220V直接引自电网电压，起灭弧控制线直接从切割机内引出至数控电柜，其间和数控CNC的电源系统一起跨越数十米的线缆架，这样等离子起灭弧引起的高频干扰，大电流引起的电磁干扰直接串入电网。措施是把220V的强电控制线增加隔离变压器，同时起灭弧的控制信号通过继电器隔离为交流24V的相对弱电控制线进入数控电柜。现PAC200S解决了此问题。C、其他抗干扰措施主变压器的一次侧、二次侧增加RC吸收电路和压敏电阻，在电流接触器和继电器线圈两端并联阻容电路，直流部分设置高频旁路电容，所有这些措施的目的是抑制干扰源，减少对电网电压的污染。2数控装置（CNC）和伺服单元的抗干扰措施数控等离子弧切割系统的CNC装置和伺服单元是系统工作的核心部分，其供电电源是干扰进入的主要途径。电源干扰主要是通过供电线路的阻抗耦合产生，各种大功率用电设备是主要的干扰源。2.1电源滤波器的使用电源滤波器是不可缺少的抗干扰元件，在高频和低频段都有有益的干扰抑制性能。使用时应注意事项有：A、滤波器应安装在导电金属表面上，或通过编织接地带与接地点相连；B、滤波器的安装位置应尽量接近电源线入口处；C、滤波器的输入和输出最好采用屏蔽线或双绞线；D、要避免属于和输出线互相耦合，绝对禁止输入和输出线捆扎在一起使用屏蔽线。2.2电源变压器的使用使用带屏蔽的电源变压器，屏蔽层要与一次侧绕组的交流零线相连，可阻止干扰进入电源变压器的二次侧，数控装置和伺服单元所用带屏蔽的电源变压器分开还可防止相互干扰。其中数控装置可改用净化交流稳定器，或增加用频谱均衡法原理制成的干扰抑制器，会起到增强其抗电网干扰的能力的作用。2.3柜内强弱电严格分开走线强电线中的电压、电流的变化率大，产生激烈的电场变化，形成电磁波干扰，对附近的信号线、弱电控制线形成严重影响。使信号线远离强电线，并合理选用屏蔽线、双绞线，能避免信号传输当中的干扰信号。2.4电源进线采用屏蔽线数控等离子弧切割系统的电源线。割具的阴极线和等离子起灭弧控制线一起悬挂在滑动支架上，相当于平行走线几十米，而起灭弧控制线、割具的阴极线来自等离子电源，割具的阴极线上直流电流上百安培，它产生的电磁场及高频引弧器的高频信号通过耦合会对数控装置（CNC）和伺服单元的电源引起电磁干扰以铜和铝为屏蔽层的屏蔽电缆能有效抑制高频电磁干扰，屏蔽层接地后还能抑制变化电场对芯线的静电感应。2.5柜与柜之间信号线采用屏蔽电缆选用屏蔽电缆可抑制由杂散电浮空磁场通过电磁感应和静电感应进入传输线的干扰。而且屏蔽层的接地使用正确的单端接地方式。2.6可靠的接地系统对数控等离子弧切割系统的接地工艺，应该引起足够重视，因为它的CNC部分和伺服单元都使在轨道上的运动部分，干扰强弱与系统的接地方式有很大的关系。交流地和直流地的分开避免由于地电阻把交流电力线引进的干扰传输到控制装置，既保证控制系统装置内部器件的安全性，又能提高系统的可靠性和稳定性，减少强电流设备的地电流干扰。B、将逻辑地浮空并和模拟地分开浮空是指将控制装置的逻辑地、模拟地与大地之间无导体连接，以浮空的“地”作系统的参考电平。这使等离子弧等外部辐射干扰和静电干扰等都可以在很大程度上得到抑制。由于逻辑地浮空明显增加了模拟电路的干扰感应，一种好的方法是将模拟地和逻辑地分开接在各自的汇流排，然后再将模拟地的汇流排通过一个电容在一点的接地点。对模拟量来说，形成直流浮地，交流共地的系统。C、机柜良好接大地数控等离子弧切割机床的占地面积较大，最好单独铺设接大地装置（接地下至少3米）；而且接地装置应和机床的导轨、机柜甚至线缆滑动支架可靠连接。这样使机壳上的感应的高频干扰电压有一个低阻抗的泄漏通道，使之不存在蓄积电荷而使机壳电压升高的可能，对人员则更安全，而且有利于抑制干扰冲击。2.7其他的辅助性措施条件许可的情况下，数控装置的电源使用照明电，因为照明电相对干净；直流继电器线圈并续流二级管，交流继电器线圈并RC阻容电路，抑制瞬变干扰问题描述：等离子切割机用来切割钢板，XY两个轴为步进电机，传动方式为同步带加滑块导轨，割枪头的末端为等离子发生器。现在的问题为等离子切割机在加工过程中，等离子发生器开弧的瞬间，X轴会向左偏移十几个毫米的距离。分析原因：关掉等离子发生器的电源，让等离子切割机照常加工，软件执行开关弧操作，X轴不会偏移。说明等离子软件和控制卡没有问题。解决方案：等离子电源对外界的干扰是非常严重的，尤其是在引弧击穿钢板的瞬间最为明显。解决方法就是在可能受到干扰而影响加工的部分接地线。1、计算机主机外壳接地。最好将地线接于转接线和控制卡连接部位的螺栓上。2、等离子切割机外壳接地3、转接板供电开关电源接地4、等离子电源外壳接地5、等离子电源的电压输入端接滤波器，防止对外界供电电路造成干扰电源变压器的使用使用带屏蔽的电源变压器，屏蔽层要与一次侧绕组的交流零线相连，可阻止干扰进入电源变压器的二次侧，数控装置和伺服单元所用带屏蔽的电源变压器分开还可防止相互干扰。其中数控装置可改用净化交流稳定器，或增加用频谱均衡法原理制成的干扰抑制器，会起到增强其抗电网干扰的能力的作用。可靠的接地系统对数控等离子弧切割系统的