按使用电流的大小，等离子弧焊可分为大电流等离子弧焊和微束等离子弧焊。随着脉冲技术在等离子弧焊上的应用，等离子弧焊得到了迅速的发展。目前，等离子弧焊主要应用于化工、原子能、电子、精密仪器仪表、火箭、航空和空间技术中。此外，利用等离子弧可以切割绝大多数的金属和非金属材料，在堆焊和喷涂方面，等离子弧也得到了很大的发展。......
2023-06-24
精彩案例：等离子弧切割技术的应用
【摘要】：以高频焊螺旋管生产线上的水再压缩空气等离子弧切割为例，介绍等离子弧切割技术在工程中的应用。在切割过程中，等离子弧的高温使工件受热熔化，同时部分金属还会被氮化和氧化，其氧化热量使切割能量增加，加速切割过程。组织观察发现，等离子弧切割试件对接焊熔合线附近晶体粗大程度比氧乙炔的低，可以认为等离子弧切口组织过热程度更轻一些。
以高频焊螺旋管生产线上的水再压缩空气等离子弧切割为例，介绍等离子弧切割技术在工程中的应用。
随着我国油气和输水管道建设工程的发展，大中型焊管的制造方法多以螺旋状成形焊接而成，壁厚一般为6～8mm，材质以低碳钢为主，焊接方法主要采用埋弧焊和高频电阻焊。
在螺旋焊管生产线上，钢管的定尺切断是重要工序之一。大直径螺旋管的切割方法是飞铣法和氧乙炔切割法，但是这两种方法不能满足钢管生产线上的快速切断要求。采用等离子弧随机切断螺旋钢管的工作原理如图8-15所示，当管长达到预定尺寸时，夹管器将管子夹紧，夹紧轮随管子旋转，同时连同小车、割枪跟随钢管作轴向同步移动，夹紧动作完成后随即引燃等离子弧枪开始切割，割枪沿钢管的圆周方向作相对位移，该圆周方向的相对运动速度即切割速度，割枪中心线与管子断面之间的相对倾斜角即管端坡口角度，一般取30°～35°。
等离子切割采用的是水再压缩空气等离子切割机。主电源由三相变压器、电抗器和硅整流器组成，输出空载电压540～580V，工作电压一般为240～260V，工作电流220～300A，直流正接。正常切割时空气压力为0.4～0.6MPa，气流量为40～60L/min，水压为0.3～0.4MPa，水流量为5～8L/min。割枪采用的离子气体介质为压缩空气，割枪内压缩空气以旋转方式喷出，在喷嘴通道内压缩成等离子电弧。在切割过程中，等离子弧的高温使工件受热熔化，同时部分金属还会被氮化和氧化，其氧化热量使切割能量增加，加速切割过程。与此同时，一定压力的水由等离子弧四周小孔喷出，对等离子弧进行再次压缩，并且对喷嘴进行冷却。部分水因受高温作用，部分分解成氧和氢，一定程度也可改善切割质量。
为确定合理的切割工艺参数，对壁厚为7mm，管径分别为ϕ219mm、ϕ273mm、ϕ325mm的螺旋管件进行切割坡口试验，坡口角度30°～35°。确定最佳工艺参数范围为：喷嘴孔径3～4.5mm，空气压力0.4～0.6MPa，水压0.3～0.4MPa。对日本产SM41B母材进行的水再压缩空气等离子弧切割及氧乙炔切割两种方法的切口检验，发现等离子弧切割切口横断面晶粒较为细小，未发现有魏氏组织，热影响区窄，灰暗区仅0.53mm，而氧乙炔的切口有明显晶粒长大现象，有魏氏体组织，热影响区宽度为2mm。用两种切割方法切下的试板，在同样条件下进行了直Y形坡口对接焊试验，发现等离子弧切割试件的冲击韧度和屈服强度均高于氧乙炔切割试件。组织观察发现，等离子弧切割试件对接焊熔合线附近晶体粗大程度比氧乙炔的低，可以认为等离子弧切口组织过热程度更轻一些。
图8-15 螺旋焊管随机切割工作示意图
L—切割行程 α—管子成形角
自从空气等离子弧切割工艺在某高频螺旋管生产线上投产以来，工艺稳定，成品率更高，节约成本，比氧乙炔切割技术有明显的经济效率。
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2023-06-26
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2023-06-26
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2023-07-02
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2023-07-02
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2023-06-24
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2023-06-26
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2023-06-26
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