技術(shù)

——羅正兵   譚曉丹  

一. 概述

金屬切割是絕大部分金屬加工的必要過程，比如在板材加工時，我們需要先將鋼板切割成我們所需要的大致形狀，然后再精加工制成所需要的零件。數(shù)控火焰/等離子切割利用數(shù)字運動控制系統(tǒng)，通過在系統(tǒng)中編寫加工程序或者調(diào)入加工文件或圖形，結(jié)合步進或伺服電機驅(qū)動器，驅(qū)動步進或者伺服電機來控制機床的加工軸來實現(xiàn)運動，它可以實現(xiàn)火焰/等離子切割的加工工藝，通過可燃氣體或者等離子弧切割出所需要的金屬形狀。

二. 認(rèn)識
數(shù)控火焰切割
數(shù)控火焰切割是數(shù)控機床利用燃氣配氧氣或者汽油配氧氣進行金屬材料切割的一種切割方式。
優(yōu)點：
1. 可以切割很厚的碳鋼，它的切割范圍很廣，可以切6mm—200mm厚的鋼板；
2. 火焰切割機的價格比較低，同時前期投入成本也較低。
缺點：
1.切割所需預(yù)熱和穿孔時間長，切割速度慢；
2.切割時的熱變形大，尤其在切割（0.5-6mm）的薄板時，切割精度不高。
3.無法對銅，鋁等有色金屬和不銹鋼進行切割。
4.燃燒燃料的方式對環(huán)境污染較嚴(yán)重，不環(huán)保。
數(shù)控火焰切割薄板（0.5-6mm）在切割領(lǐng)域已經(jīng)逐步被等離子切割替代，但是在切割厚板和中板方面，數(shù)控火焰切割仍然不可替代，并且火焰切割以其價格的優(yōu)勢，在薄板切割中仍占有一定的市場份額。
數(shù)控等離子切割：
數(shù)控等離子弧切割是數(shù)控機床利用高溫等離子電弧的熱量使工件切口處的金屬部局熔化(和蒸發(fā))，并借高速等離子的動量排除熔融金屬以形成切口的一種加工方法。
優(yōu)點：
1.切割領(lǐng)域?qū)?，可切割所有金屬板材?
2.切割速度快，效率高，切割速度可達10m/min以上；
3.>切割精度比火焰切割高，水下切割無變形，精細等離子切割則精度更高。
缺點：
1.切割20mm以上鋼板比較困難，需要很大功率的等離子電源，成本較高。
2.切割厚板時，割口成V型。
等離子在水下切割能消除切割時產(chǎn)生的噪聲，粉塵、有害氣體和弧光的污染，有效地改善工作場合的環(huán)境。采用精細等離子切割已使切割質(zhì)量接近激光切割水平，目前隨著大功率等離子切割技術(shù)的成熟，切割厚度已超過150mm，拓寬了數(shù)控等離子切割機切割范圍。

三. 現(xiàn)狀和前景
隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，數(shù)控加工行業(yè)也大步向前邁進，數(shù)控加工取代手工以及傳統(tǒng)的半自動機床加工是必然趨勢。
我國數(shù)控加工業(yè)起步較晚，而且主要集中在珠三角、長三角等工業(yè)發(fā)達城市或沿海地區(qū)。因此在目前，我國仍然有非常多企業(yè)還在使用手工或者半自動化機床進行金屬切割。傳統(tǒng)的切割方式不僅生產(chǎn)效率比較低，而且切割的質(zhì)量和精度也比較差，同時切割時會造成很大的浪費。
就企業(yè)本身而言，加工效率、質(zhì)量和節(jié)省材料絕對是最最重要的部分。而采用數(shù)控切割機可以使這些加工企業(yè)在這些方面相比傳統(tǒng)而言
得到巨大的提升，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。因此，數(shù)控切割會應(yīng)用于越來越多的加工企業(yè)，最終取代傳統(tǒng)加工?；鹧?等離子切割方式，目前是數(shù)控切割的主流加工模式，這也意味著越來越多的企業(yè)會應(yīng)用火焰/等離子切割機進行金屬切割。
在國內(nèi)板材加工行業(yè)，火焰/等離子切割機按便攜式、中小型機、大龍門式分成三個檔次的市場。目前大龍門式的數(shù)控系統(tǒng)一般由國外的公司所占據(jù)，國內(nèi)企業(yè)只占有極少部分，中型機市場也有很多是使用國外系統(tǒng)，國內(nèi)的系統(tǒng)基本使用于便攜式系統(tǒng)。便攜式切割機在這幾年技術(shù)已經(jīng)比較成熟，價格已經(jīng)很低，雖然便攜式得切割機器每年的需求仍然會快速增長，但是利潤空間已經(jīng)不大。在未來的市場中如果要想更多的贏利，就需要在保持小系統(tǒng)市場同時，發(fā)展中型和大型的系統(tǒng)，與國外的系統(tǒng)競爭，爭奪中高端市場。因此未來國內(nèi)的數(shù)控設(shè)備廠家需要提高自己的技術(shù)水平，生產(chǎn)出可以與國外公司競爭的產(chǎn)品。
等離子/火焰切割系統(tǒng)未來需要在這些方面努力：
1.進一步總結(jié)完善加工工藝細節(jié)，比如切割時拐角處理。
2.進一步提高工藝的自動化水平。
3.操作更簡單，界面更加人性化，容易學(xué)習(xí)。
4.軟件和硬件的穩(wěn)定性，如抗干擾能力。
5.更高的加工精度和速度。
6.提高等離子電源的性能。
7.網(wǎng)絡(luò)化。
此外，數(shù)控管材切割是一個具有龐大潛力的市場，目前國內(nèi)大部分企業(yè)還停留在使用國外進口的數(shù)控管材切割設(shè)備階段。

四. 結(jié)語
中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會副秘書長李世俊在“二00七年(第二屆)中國鋼鐵—鐵合金產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展峰會”上透露，預(yù)計二0一0年，中國鋼材需求為四點七億噸，鋼消費將達到四點九億噸。
目前制造業(yè)正蓬勃發(fā)展，這一切必將促進國內(nèi)數(shù)控火焰和等離子切割技術(shù)的良性發(fā)展?？傮w來說，我國數(shù)控等離子/火焰切割許多功能上已經(jīng)接近國外同類產(chǎn)品水平，要完全達到或超過國外水平還有些路要走，但我堅信這一天的來臨將不會等待太久了！