切割技术的发展现状及发展趋势.pdf

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1、第32卷第l期有色矿冶Vo1．32．№12016年O2月N0N—FERR0USMINlNGANDMETALLURGYFebruary2016文章编号：1007—967X(2016)01—42—03切割技术的发展现状及发展趋势蒋晓妍[中国有色(沈阳)冶金机械有限公司，辽宁沈阳1lO141]摘要：随着科学技术的进步，多能源、多种工艺方法的现代切割技术取得突破性进展，并且广泛的应用于现代工业制造领域中。本文主要从工作原理及使用现状两个方面，分别介绍了火焰切割技术、等离子弧切割技术、激光切割技术、电火花线切割技术和水

2、射流切割技术，并展望未来切割技术发展趋势。关键词：切割；火焰；等离子弧；激光；电火花线；水射流；数控中图分类号：TG48文献标识码：A上刚百在现代工业制造领域中，切割已经作为一种成熟的工艺被广泛应用，切割的质量和效率与生产的质量和效率密切相关。随着科学技术的进步，多能源、多种工艺方法的现代切割技术取得突破性进展，如新型工业燃气火焰切割、等离子弧切割、激光切割、电火花线切割、水射流切割等，与此同时又实现了新切割技术与现代化数控技术的完美结合，成为新一代的全自动切割技术发展的必然趋势[1]。本文主要介绍各种切割技

3、术工作原理、使用现状以及未来切割技术发展趋势。图1钢材气体火焰切割的原理示意图2．1．2气体火焰切割的特点2切割技术分类气体火焰切割的优点主要有：2．1火焰切割(1)切割钢铁的效率要比机械加工切割的效率利用气体火焰的燃烧所产生的热能将金属材料要高；分离的方法称为气体火焰切割法，简称气割。气割(2)气割可以很经济地完成机械切割法难于产是金属在纯氧中燃烧并借助高速氧流动量排除熔渣生的切割形状和达到的切割厚度；的化学和物理作用相结合的过程[2]。工业制造产业(3)切割设备费用要远远低于机械切割工具，的迅猛发展，使得

4、气体火焰切割在机械制造、电力、并且便于现场携带使用。石油化工、车辆、造船等几乎所有的工业制造领域广气体火焰切割的缺点主要有：泛应用。(1)切割尺寸精度要明显低于机械工具切割；2．1．1气体火焰切割原理(2)在工业上的使用基本限于切割钢铁和铸铁，可燃气体燃烧后，将切割工件预热，当达到一定局限性比较大；温度时，割炬中喷射出的高速氧流充分与金属燃烧，(3)火焰切割在操作过程发生火焰灼伤的情况最终达到切割工件的目的。气体火焰切割不是简单比较大；的金属的熔化过程，其实质是被切割的金属材料在纯氧中充分燃烧的过程。(4)切

5、割前的预热对高硬度钢铁割口边缘的金钢材气体火焰切割的原理如图l所示。相结构和机械性能有一定的影响。*收稿日期：2015—09—29作者简介：蒋晓妍(i972)，女，汉族，高级工程师，从事机械加工及热加工工艺研究管理工作。。第i期蒋晓妍：切割技术的发展现状及发展趋势432．2等离子弧切割的切割，如碳化钨、金属陶瓷、人造金刚石等。等离子切割是利用高能量密度的等离于弧和高2．3．1激光切割原理速的等离子流，将熔化金属从割口处吹走，形成连续激光切割是利用高能量密度的激光束照射工割El。等离子弧切割速度快，且工件获得的

6、热量较件，使工件处材料在被照射后，迅速发生熔化、汽化、小，工件变形也小，适合于切割各种金属材料口]。烧蚀或达到燃点，同时借助高速气流吹除熔融物质，2．2．1等离子弧切割的工作原理从而完成工件的切割。激光切割是典型的热切割方等离子切割时，形成温度在10000～14000℃法。激光切割的原理见图3。之间的等离子电弧，其温度远远超过所有金属以及【光镒}_JL非金属的熔点，因此能够轻易的切割绝大多数金属一激光束和非金属材料。切割时，高速的离子气流熔化母材并吹掉熔融金属而形成切口，且电流、离子气种类、气体压力、喷嘴孔道

7、比及喷嘴至工件的距离等参数决定切割用离子气焰流速度及强度，影响切割工件喷嘴l卜_一的质量。Y／／／／II／I／I~I旧嘲雕嘲唧I1i、切削面等离子弧割枪的基本构造如图2所示。被割材料．q图3激光切割的原理示意图2．3．2激光切割的特点与其他热切割方法相比较，其特点具体概括为如下几个方面：缩距离(1)切割质量好喷嘴孔径由于激光束直径小、能量密度高、切割速度快，可以获得高质量的切割工件。图Z等离子弧割枪的基本构造(2)切割效率高2．2．2等离子弧切割的特点由于激光的传输特性，激光切割机上一般配有等离子弧切割的优点

8、主要有：多台数控工作台，只需改变激光器输出参数程序，就(1)能够切割氧气切割困难的金属材料，并且可适用于不同形状零件的切割¨4]。可以切割一些非金属材料；(3)非接触式切割(2)切割厚度薄的金属，切割速度快，碳素钢薄激光切割时割炬与工件没有直接接触，几乎不板切割效果最为明显，且切割面光洁，热变形小。造成割炬的损伤，并且在激光切割过程中噪声低，振等离子弧切割的缺点主要有：动小，无污染。(1)切割精度差