下料割基础知识

1、热切割基础知识手册,目录,前言.3 第一章 原理与特点 1.激光切割原理与特点.4 2.等离子切割原理与特点.5 3.火焰切割原理与特点.6 第二章 影响切割质量的因素 1.影响激光切割质量的因素.7 2.影响等离子切割质量的因素.9 3.影响火焰切割质量的因素.12 第三章 热切割工艺问题 1.激光切割工艺问题.13 2.等离子切割工艺问题.22 3.火焰切割工艺问题.24 第四章 热切割工艺参数参考表 1.激光切割工艺参数.29,2.激光切割工艺参数.31 3.火焰切割工艺参数.37 第五章 操作规程 1.激光切割操作规程.39 2.等离子切割操作规程.43 3.火焰切割操作规程.44 第

2、六章 维护与保养 1.激光切割维护与保养.45 2.等离子切割维护与保养.47 3.火焰切割维护与保养.52 第六章 质量检验标准 1.述语.54 2.质量评定指标.58,前言 为了方便相关人员了热切割原理、影响质量的因素、工艺问题、工艺参数、操作规程、维护与保养、质量要求等知识，由精益质量总部组织编制了本手册。 本手册可供生产管理、技术、热切割作业及商务人员阅读使用。,ABCD面： A面指人站立（0.5米内），平视可见的部位； B面指人站立（0.5米内），仰视或俯视可见的及打开覆盖件的门可见部位； C面指人爬上产品或俯身趴下去才能看到的部位； D面指被隐藏看不见的部位。 其中：A面和B面的精

3、细化制作水平，对产品外观影响最大。,三、下料精细化,原理,特点,原理,特点,原理,特点,通常情况下，最佳切割速度依赖于原材料的厚度。对于很多材料来说，允许切割速度在一定范围内变化。如果速度太快，可能穿不透材料（切割产生的废渣将会向上飞溅，而不从工件的下面漏出）；如果切割速度太慢，材料会出现过热，在切割区附近将会出现不可接受的热影响区。,在绝大多数情况下，光束焦点应该正好在喷嘴下，刚好在工件的表面或稍下面一点的位置。一般情况下，喷嘴离工件表面大约1.5mm。焦点的最好位置应根据透镜的热效应稍微有所变动，最佳位置还依赖于材料的性质（如材料对激光的反射率）。在聚焦高度优化后，切割的宽度将最小，效率最

4、高，在保证切割质量的前提下允许的切割速度最大。,1.切割速度,2.喷嘴到工件表面的距离,辅助气体必须要有足够的压力以便能够彻底清除切割产生的废渣，一般在切割厚一点的工件时气压要减小一点。粘在工件上的残渣将会破坏切割边缘。相反，过多的气流会引起过反应（特别是氧气作辅助气体的金属切割）。但必须保证有一定的气流带走透镜的热量，以保护透镜不被污染，并避免只是对材料进行加热或烧蚀而不切割。,（1）透镜上污染物积累将会导致透镜的过热，产生一个模糊的焦点。 （2）如果喷嘴孔不是一个规则的环形或部分被堵塞（通常是由金属屑的飞溅物引起的），将会引起辅助气体的扰动，切割性能明显改变。 （3）聚焦光束要与喷嘴孔同轴

5、，否则激光光束将会被喷嘴挡住一部分。,3.辅助气体气压,4.其他因素,等离子切割电源，必须具有足够高的空载电压，才能容易引弧和使等离子弧稳定燃烧。空载电压一般为120-600V，而弧柱电压一般为空载电压的一半。提高弧柱电压，能明显地增加等离子弧的功率，因而能提高切割速度和切割更大厚度的金属板材。弧柱电压往往通过调节气体流量和加大电极内缩量来达到，但弧柱电压不能超过空载电压的65%，否则会使等离子弧不稳定。,增加切割电流同样能提高等离子弧的功率，但它受到最大允许电流的限制，否则会使等离子弧柱变粗、割缝宽度增加、电极寿命下降。,1.空载电压和弧柱电压,2.切割电流,增加气本流量既能提高弧柱电压，又

6、能增强对弧柱的压缩作用而使等离子弧能量更加集中、喷射力更强，因而可提高切割速度和质量。但气体流量过大，反而会使弧柱变短，损失热量增加，使切割能力减弱，直至使切割过程不能正常进行。,所谓内缩量是指电极到割嘴端面的距离，合适的距离可以使电弧在割嘴内得到良好的压缩，获得能量集中、温度高的等离子弧而进行有效的切割。距离过大或过小，会使电极严重烧损、割嘴烧坏和切割能力下降。内缩量一般取811mm。,3.气体流量,4.电极内缩量,割嘴高度是指割嘴端面至被割工件表面的距离。该距离一般为410mm。它与电极内缩量一样，距离要合适才能充分发挥等离子弧的切割效率，否则会使切割效率和切割质量下降或使割嘴烧坏。,以上

7、各种因素直接影响等离子弧的压缩效应，也就是影响等离子弧的温度和能量密度，而等离子弧的高温、高能量决定着切割速度，所以以上的各种因素均与切割速度有关。在保证切割质量的前提下，应尽可能的提高切割速度。这不仅提高生产率，而且能减少被割零件的变形量和割缝区的热影响区域。若切割速度不合适，其效果相反，而且会使粘渣增加，切割质量下降。,5.割嘴高度,4.切割速度,1、切割钢材所用氧气必须要有较高的纯度，一般要求在99.5%以上； 2、燃烧速度快、燃烧值高的气体适用于薄板切割；燃烧值低、燃烧速度缓慢的可燃性气体更适用于厚板切割； 3、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

8、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。,在正常的火焰切割过程中，切割氧流相对垂直的割炬来说稍微偏后一个角度，其对应的偏移叫后拖量。速度过低时，没有后拖量，工件下面割口处的火花束向切割方向偏移。如提高割炬的运行速度，火花束就会向相反的方向偏移，当火花束与切割氧流平行时，就认为该切割速度正常。速度过高时，火花束明显后偏。,1.气体,2.切割速度,穿孔技术,爆破穿孔材料经连续激光的照射后在中心形成一个凹坑,然后由与激光束同轴的氧流很快将熔融材料去除形成一个孔。一般孔的大小与板厚有关,爆破穿孔平均直径为板厚的一半,因此对较厚的板爆破穿孔孔径较大,且不圆,

9、不宜在加工精度要求较高的零件上使用,只能用于废料上。此外由于穿孔所用的氧气压力与切割时相同,飞溅较大。 脉冲穿孔采用高峰值功率的脉冲激光使少量材料熔化或汽化,常用空气或氮气作为辅助气体,以减少因放热氧化使孔扩展,气体压力较切割时的氧气压力小。每个脉冲激光只产生小的微粒喷射,逐步深入,因此厚板穿孔时间需要几秒钟。一旦穿孔完成,立即将辅助气体换成氧气进行切割。这样穿孔直径较小,其穿孔质量优于爆破穿孔。为此所使用的激光器不但应具有较高的输出功率；更重要的是光束的时间和空间特性,因此一般横流CO2激光器不能适应激光切割的要求。此外脉冲穿孔还须要有较可靠的气路控制系统,以实现气体种类、气体压力的切换及穿

10、孔时间的控制。,切割加工小孔（直径小于板厚）变形情况的分析,这是因为机床（只针对大功率激光切割机）在加工小孔时不是采取爆破穿孔的方式，而是用脉冲穿孔（软穿刺）的方式，这使得激光能量在一个很小的区域过于集中，将非加工区域也烧焦，造成孔的变形，影响加工质量。这时我们应在加工程序中将脉冲穿孔（软穿刺）方式改为爆破穿孔（普通穿刺）方式，加以解决。而对于较小功率的激光切割机则恰好相反，在小孔加工时应采取脉冲穿孔的方式才能取得较好的表面光洁度。,激光切割低碳钢时，工件出现毛刺的解决方法,根据CO2激光切割的工作和设计原理，分析得出以下几点原因是造成加工件产生毛刺的主要原因：激光焦点的上下位置不正确，需要做

11、焦点位置测试，根据焦点的偏移量进行调整；激光的输出功率不够，需要检查激光发生器的工作是否正常，如果正常，则观察激光控制按钮的输出数值是否正确，加以调整；切割的线速度太慢，需要在操作控制时加大线速度；切割气体的纯度不够，需要提供高质量的切割工作气体；激光焦点偏移，需要做焦点位置测试，根据焦点的偏移量进行调整；机床运行时间过长出现的不稳定性，此时需要关机重新启动。,激光未完全切割透状态的分析,分析后可以发现下面的几种情况是产生加工不稳定的主要情况：激光头喷嘴的选择与加工板厚不匹配；激光切割线速度过快，需要操作控制减小线速度；另外，还需要特别注意的是，在L3030激光切割机切割5mm以上碳素钢板时需

12、要更换7.5焦距的激光镜片。,切割低碳钢时出现非正常火花的解决方法,这种情况会影响零件的切割断面光洁度加工质量。此时在其他参数都正常的情况下，应考虑以下情况：激光头喷嘴NOZZEL的损耗，应及时更换喷嘴。在无新喷嘴更换的情况下，应加大切割工作气体压力；喷嘴与激光头连接处螺纹松动。此时应立即暂停切割，检查激光头连接状态，重新上好螺纹。,激光切割加工时穿刺点的选择,激光切割加工时激光束的工作原理是：在加工过程中，材料经连续激光的照射后在中心形成一个凹坑, 然后由与激光束同轴的工作气流很快将熔融材料去除形成一个孔。此孔类似于线切割的穿线孔，激光束以此孔为加工启始点进行轮廓切割，通常情况下飞行光路激光

13、束的走线方向和被加工零件切割轮廓的切线方向垂直。因此，激光束在开始穿透钢板时到进入零件轮廓切割的这一段时间，其切割速度在矢量方向上将有一个很大的改变，即矢量方向的90旋转，由垂直于切割轮廓的切线方向转为与切割轮廓的切线重合，即与轮廓切线的夹角为0。这样就会在被加工材料的切割断面上流下比较粗糙的切割面，因此在采用激光切割加工零件时就要注意这方面的情况。一般，在设计零件对表面切割断口没有粗糙度要求时，可以在激光切割编程时不做手动处理，让控制软件自动产生穿刺点；但是，当设计对所要加工的零件切割断面有较高粗糙度要求时，就要注意到这个问题，通常需要在编激光切割程序时对激光束的启始位置做手动调整，即人工对

14、于穿刺点的控制。需要把激光程序原来产生的穿刺点移到需要的合理位置，以达对加工零件表面精度的要求。,（1）导轨：由于基础不稳定，季节性气温的影响，经过重负荷工作后，如发现导轨精度超差时，应及时进行调整，恢复精度。 （2）横梁、Z轴箱及切割头传动装置：横梁、Z轴箱由电机驱动滑块在直线导轨上实现直线运动，应定期向滑块添加润滑油。 （3）防护罩：机床防护罩应经常保持干净，严禁重物压在上面以防止变形。 （4）喷嘴：应经常检查和清洗喷头以保证：喷嘴的大小适当；喷嘴是圆形的，没有缺口和堆积的飞溅物。喷嘴的任何不规则都会扰动气流，影响切割质量。通常喷嘴的口径约1.52.0mm。 （5）机床的润滑：切割机床的直

15、线导轨副、滚珠丝杆副、轴承、减速器齿轮副、传动链条等均需用制定的润滑剂进行润滑维护。以法利莱切割机床为例，其直线导轨副、滚珠丝杆副、轴承采用ZL-2号锂基润滑脂润滑（不允许含有固体润滑材料，如石墨或MoS2），减速器齿轮副采用CLP HC合成机油润滑，传动链条采用机油润滑。,由于机床连续使用，机床各摩擦副会产生自然的磨损，出现非允许性间隙或失去工作能力。因此必须及时的进行调整和维护，恢复机床的工作精度。,直线导轨滑块脂润滑用量表,注：滑块的首次润滑要用3倍于上表中所给的部分润滑量。 润滑周期表,班前 擦净滑动面、纵横导轨及齿条处灰尘，刷滑油； 检查各系统有无泄漏，尤其是等离子系统各种气路及冷却

16、液管路； 3) 检查机器外观有无损坏及各固定螺栓紧固情况； 4) 空车试运转，等离子易损件检查、修复堵塞的气孔，进行预流、切割流测试；,1.日常保养,班后 擦净滑动面、纵横导轨及齿条处灰尘，刷滑油； 将清洁器擦拭干净。,机架 1) 检查各部件有无开焊、变形等异常情况，并处理好； 2) 检查、紧固各部件的安装螺丝。,2.一级保养,导轨 检查、紧固导轨各紧固处锁紧螺母（偏心螺套、压紧板等）； 2) 检查、调整导轨接头处的平面度； 3) 检查、调整清洁器。,驱动装置 检查、调整纵、横向滚轮运转情况，要求接触良好、运行平稳； 2) 检查、调整割矩自动升降系统，要求运行平稳； 3) 检查纵、横传动装置的

17、滑油油位及油质。,气路系统 检查各管线有无损坏、泄露等，并处理好； 2) 检查各阀件、压力表等部件有无损坏、泄露、工作异常等，并处理好； 3) 检查管路拖曳系统。 4) 二至三个月清理除尘器滤筒结灰一次（将滤筒取出用干燥压缩空气吹或用木棍轻敲 滤洞表面将结灰震下）。,1.一级保养,电气 查各接线端子是否牢固、可靠，脉冲系统是否工作正常 ； 2) 检查各电气件工况； 3) 测定绝缘，如有开裂立即修复，及时添加冷却液； 4) 电气清扫。,机架 1) 修整好损坏部位； 2) 检查横梁变形情况。,3.二级保养,导轨 1) 检查、调整导轨的直线度和平面度； 2) 检查导轨、齿条，修复损伤件，更换损坏件。

18、,驱动装置 1) 拆卸、清洗、检查各传动部件； 2) 调整各配合间隙，修复磨损件，更换易损件及损坏件； 3) 清洁油箱，更换各密封件及滑油； 4) 更换清洁器。,气路系统 1) 校验压力表； 2) 更换老化胶管； 3) 更换拖曳系统损坏部件。,3.二级保养,电气 1) 检修各电控箱； 2) 修整线路，清扫电动机； 3) 校验各仪表； 4) 及时更换冷却液滤芯。,（1）、每个工作日必须清理机床及导轨的污垢，使床身保持清洁，下班时关闭气源及电源，同时排空机床管带里的余气。 （2）、如果离开机器时间较长则要关闭电源，以防非专业者操作。 （3）、注意观察机器横、纵向导轨和齿条表面有无润滑油，使之保持润滑良好。,1.每日维护与保养,2.每周的维护与保养,（1）、每周要对机器进行全面的清理，横、纵向的导轨、传动齿轮齿条的清洗，加注润滑油。 （2）、检查横纵向的擦轨器是否正常工作，如不正常及时更换。 （3）、检查所有割炬是否松动，清理点火枪口的垃圾，使点火保持正常。 （4）、如有自动