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1、第32卷第l期有色礦冶Vo1．32．№12016年O2月N0N—FERR0USMINlNGANDMETALLURGYFebruary2016文章編號：1007—967X(2016)01—42—03切割技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢蔣曉妍[中國有色(沈陽)冶金機(jī)械有限公司，遼寧沈陽1lO141]摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，多能源、多種工藝方法的現(xiàn)代切割技術(shù)取得突破性進(jìn)展，并且廣泛的應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)制造領(lǐng)域中。本文主要從工作原理及使用現(xiàn)狀兩個(gè)方面，分別介紹了火焰切割技術(shù)、等離子弧切割技術(shù)、激光切割技術(shù)、電火花線切割技術(shù)和水
2、射流切割技術(shù)，并展望未來切割技術(shù)發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞：切割；火焰；等離子弧；激光；電火花線；水射流；數(shù)控中圖分類號：TG48文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A上剛百在現(xiàn)代工業(yè)制造領(lǐng)域中，切割已經(jīng)作為一種成熟的工藝被廣泛應(yīng)用，切割的質(zhì)量和效率與生產(chǎn)的質(zhì)量和效率密切相關(guān)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，多能源、多種工藝方法的現(xiàn)代切割技術(shù)取得突破性進(jìn)展，如新型工業(yè)燃?xì)饣鹧媲懈?、等離子弧切割、激光切割、電火花線切割、水射流切割等，與此同時(shí)又實(shí)現(xiàn)了新切割技術(shù)與現(xiàn)代化數(shù)控技術(shù)的完美結(jié)合，成為新一代的全自動切割技術(shù)發(fā)展的必然趨勢[1]。本文主要介紹各種切割技
3、術(shù)工作原理、使用現(xiàn)狀以及未來切割技術(shù)發(fā)展趨勢。圖1鋼材氣體火焰切割的原理示意圖2．1．2氣體火焰切割的特點(diǎn)2切割技術(shù)分類氣體火焰切割的優(yōu)點(diǎn)主要有：2．1火焰切割(1)切割鋼鐵的效率要比機(jī)械加工切割的效率利用氣體火焰的燃燒所產(chǎn)生的熱能將金屬材料要高；分離的方法稱為氣體火焰切割法，簡稱氣割。氣割(2)氣割可以很經(jīng)濟(jì)地完成機(jī)械切割法難于產(chǎn)是金屬在純氧中燃燒并借助高速氧流動量排除熔渣生的切割形狀和達(dá)到的切割厚度；的化學(xué)和物理作用相結(jié)合的過程[2]。工業(yè)制造產(chǎn)業(yè)(3)切割設(shè)備費(fèi)用要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于機(jī)械切割工具，的迅猛發(fā)展，使得
4、氣體火焰切割在機(jī)械制造、電力、并且便于現(xiàn)場攜帶使用。石油化工、車輛、造船等幾乎所有的工業(yè)制造領(lǐng)域廣氣體火焰切割的缺點(diǎn)主要有：泛應(yīng)用。(1)切割尺寸精度要明顯低于機(jī)械工具切割；2．1．1氣體火焰切割原理(2)在工業(yè)上的使用基本限于切割鋼鐵和鑄鐵，可燃?xì)怏w燃燒后，將切割工件預(yù)熱，當(dāng)達(dá)到一定局限性比較大；溫度時(shí)，割炬中噴射出的高速氧流充分與金屬燃燒，(3)火焰切割在操作過程發(fā)生火焰灼傷的情況最終達(dá)到切割工件的目的。氣體火焰切割不是簡單比較大；的金屬的熔化過程，其實(shí)質(zhì)是被切割的金屬材料在純氧中充分燃燒的過程。(4)切
5、割前的預(yù)熱對高硬度鋼鐵割口邊緣的金鋼材氣體火焰切割的原理如圖l所示。相結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能有一定的影響。*收稿日期：2015—09—29作者簡介：蔣曉妍(i972)，女，漢族，高級工程師，從事機(jī)械加工及熱加工工藝研究管理工作。。第i期蔣曉妍：切割技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢432．2等離子弧切割的切割，如碳化鎢、金屬陶瓷、人造金剛石等。等離子切割是利用高能量密度的等離于弧和高2．3．1激光切割原理速的等離子流，將熔化金屬從割口處吹走，形成連續(xù)激光切割是利用高能量密度的激光束照射工割El。等離子弧切割速度快，且工件獲得的
6、熱量較件，使工件處材料在被照射后，迅速發(fā)生熔化、汽化、小，工件變形也小，適合于切割各種金屬材料口]。燒蝕或達(dá)到燃點(diǎn)，同時(shí)借助高速氣流吹除熔融物質(zhì)，2．2．1等離子弧切割的工作原理從而完成工件的切割。激光切割是典型的熱切割方等離子切割時(shí)，形成溫度在10000～14000℃法。激光切割的原理見圖3。之間的等離子電弧，其溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過所有金屬以及【光鎰}_JL非金屬的熔點(diǎn)，因此能夠輕易的切割絕大多數(shù)金屬一激光束和非金屬材料。切割時(shí)，高速的離子氣流熔化母材并吹掉熔融金屬而形成切口，且電流、離子氣種類、氣體壓力、噴嘴孔道
7、比及噴嘴至工件的距離等參數(shù)決定切割用離子氣焰流速度及強(qiáng)度，影響切割工件噴嘴l卜_一的質(zhì)量。Y／／／／II／I／I~I舊嘲雕嘲唧I1i、切削面等離子弧割槍的基本構(gòu)造如圖2所示。被割材料．q圖3激光切割的原理示意圖2．3．2激光切割的特點(diǎn)與其他熱切割方法相比較，其特點(diǎn)具體概括為如下幾個(gè)方面：縮距離(1)切割質(zhì)量好噴嘴孔徑由于激光束直徑小、能量密度高、切割速度快，可以獲得高質(zhì)量的切割工件。圖Z等離子弧割槍的基本構(gòu)造(2)切割效率高2．2．2等離子弧切割的特點(diǎn)由于激光的傳輸特性，激光切割機(jī)上一般配有等離子弧切割的優(yōu)點(diǎn)
8、主要有：多臺數(shù)控工作臺，只需改變激光器輸出參數(shù)程序，就(1)能夠切割氧氣切割困難的金屬材料，并且可適用于不同形狀零件的切割¨4]?？梢郧懈钜恍┓墙饘俨牧?；(3)非接觸式切割(2)切割厚度薄的金屬，切割速度快，碳素鋼薄激光切割時(shí)割炬與工件沒有直接接觸，幾乎不板切割效果最為明顯，且切割面光潔，熱變形小。造成割炬的損傷，并且在激光切割過程中噪聲低，振等離子弧切割的缺點(diǎn)主要有：動小，無污染。(1)切割精度差
