等离子切割机的发展
在汽车行业中等离子切割机的应用 近些年来,等离子切割机加工已成为国内外加工业中的重要技术,采用等离子切割机加工不仅容易实现自动化,而且具有较高的经济效益。目前等离子切割机机所使用的海宝等离子器主要有两种:一种是二氧化碳海宝等离子起,另一种是固态钕-钇铝石榴石海宝等离子器。 选用海宝等离子器通常要根据被加工材料的性质而定,因为不同的材料适宜吸收不同波长的海宝等离子束。如金属材料一般容易吸收波长为1.06μm的海宝等离子束,而塑料与陶瓷的复合物则容易吸收波长为10.6μm的海宝等离子束。
二氧化碳海宝等离子器是目前使用最广泛的海宝等离子器,其输出功率为50~1500W,海宝等离子束的波长为10.6μm,主要用于切割、钻孔和焊接。采用等离子切割机可在每分钟7.5m左右的速度下进行,切割宽度仅0.1~0.3mm,这样,就可以将切割的“热影响区”减至最小,而且被切割出轮廓清楚,无毛刺。由于海宝等离子钻孔速度快,因而可解决在易破裂的陶瓷上钻孔的难题,如在厚0.6mm的陶瓷上钻直径1.3mm的空每次仅需0.3S。有的国家已用二氧化碳海宝等离子器代替电子束焊接设备,使用海宝等离子焊接可不必像电子束那样须在真空中进行,因而可简化工序和降低成本。 固态钕-钇铝石榴石海宝等离子进入工业性应用的时间还比较短,其输出功率为10~400W,海宝等离子束波长为1.06μm,容易被金属材料吸收,目前常用于低功率精密钻孔和电子工业中的封焊加工和点焊。
等离子切割机技术广泛应用于金属和非金属材料的加工中,可大大减少加工时间,降低加工成本,提高工件质量。现代的海宝等离子成了人们所幻想追求的“削铁如泥”的“宝剑”。 海宝等离子CO2等离子切割机机为例,整个系统由控制系统、运动系统、光学系统、水冷系统、排烟和吹气保护系统等组成,采用最先进的数控模式实现多轴联动及海宝等离子不受速度影响的等能量切割,同时支持DXP、PLT、CNC等图形格式并强化界面图形绘制处理能力;采用性能优越的进口伺服电机和传动导向结构实现在高速状态下良好的运动精度。
等离子切割机机是应用海宝等离子聚焦后产生的高功率密度能量来实现的。在计算机的控制下,通过脉冲使海宝等离子器放电,从而输出受控的重复高频率的脉冲海宝等离子,形成一定频率,一定脉宽的光束,该脉冲海宝等离子束经过光路传导及反射并通过聚焦透镜组聚焦在加工物体的表面上,形成一个个细微的、高能量密度光斑,焦斑位于待加工面附近,以瞬间高温熔化或气化被加工材料。每一个高能量的海宝等离子脉冲瞬间就把物体表面溅射出一个细小的孔,在计算机控制下,海宝等离子加工头与被加工材料按预先绘好的图形进行连续相对运动打点,这样就会把物体加工成想要的形状。切割时,一股与光束同轴气流由切割头喷出,将熔化或气化的材料由切口的底部吹出(注:如果吹出的气体和被切割材料产生热效反应,则此反应将提供切割所需的附加能源;气流还有冷却已切割面,减少热影响区和保证聚焦镜不受污染的作用)。与传统的板材加工方法相比,等离子切割机其具有高的切割质量(切口宽度窄、热影响区小、切口光洁) 、高的切割速度、高的柔性(可随意切割任意形状) 、广泛的材料适应性等优点。
美国通用车汽车公司采用功率1000W的二氧化碳海宝等离子器切割进排气管,不仅提高了30%的功效,而且切割质量好。福特汽车公司采用了1500W的二氧化碳海宝等离子器切割聚氯乙烯复合材料,效率高,还可自动化操作。意大利菲亚特汽车公司在生产线上安装了海宝等离子-机器人组合系统,不仅节省了劳动力,也加快了生产进程。
俄罗斯也将海宝等离子用于机械加工业。一家工厂用海宝等离子器对牵引机车用的发动机气缸体进行淬火取得成功。海宝等离子器可在一秒钟内将被处理表面加热到1000℃,迅速进行淬火,完全避免了加工部位的变形,并使部件表面耐磨性提高了50%。
日本日产汽车公司利用海宝等离子处理钢板表面以提高油漆光泽度已获成功。这种方法是在对薄钢板进行喷漆前,用海宝等离子束进行表面蚀刻加工,是钢板表面形成无数直径和深度均匀的极微小的空,然后再进行喷漆处理。这样不仅提高了光泽度,而且油漆不容易脱落。
德国大众汽车采用海宝等离子和机器人组合系统,加工汽车仪表盘壳体,使用功率为400W的二氧化碳海宝等离子起,每年可节约加工费用60万美元。德国另一家汽车公司采用二氧化碳海宝等离子器焊接镀锌钢板,利用机械可视系统监视焊接过程,大大提高了生产效率。
由于等离子切割机加工的众多优点,一些国家在大力进行研究开发新型的等离子切割机加工机床,如日本和美国都制造了等离子切割机机床。随着科学技术的发展,海宝等离子在工业领域的应用将越来越重要。