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等离子切割的演变

2021-02-02

等离子切割的演变


自1950年代后期由Union Carbide Corp.的工程师首次开发以来,等离子切割已经走了很长一段路。如今,等离子切割已成为广泛用于各种行业的金属板切割工艺之一。

等离子切割

主要用于将不锈钢和铝板切割成0.5英寸至6英寸以上的厚度。这些系统,以当今的设计标准为基础,是切割重型有色金属板Z实用的方法。大多数安装在XY切割受电弓式机器上,该机器使用光电池示踪剂复制要切割零件的大黑线工程图,或使用磁示踪剂跟随钢模板的路径。


整个1960年代,工程师们一直在致力于这一过程,以期改善切割质量并改善割炬中可消耗喷嘴和电极的寿命。在此期间,随着工艺的改进以及用户意识到其能够以非常高的速度切割有色金属中的复杂形状的能力,等离子体开始获得动力。


1968年,采用径向注水技术。这项获得专利的喷嘴技术使用了沿等离子束径向注入的纯水来压缩电弧,从而提高了电弧的能量密度,同时改善了喷嘴冷却效果,从而实现了更快的切割速度,更高质量的切割,并能够以四到六倍的速度切割碳钢比氧气切割过程快十倍。


大约在同一时间,XY坐标驱动切割机技术得到了改进。微处理器控制技术开始成为XY运动控制机器的大脑,从而实现了更高的精度,更高的切割速度(对于新技术等离子系统而言是必需的)以及更高的自动化水平和车间生产率。


到1970年代,等离子切割技术取代了许多从0.25英寸到1英寸厚的含氧燃料的钢切割应用,同时仍保持了其在不锈钢和铝市场上的优势。尽管等离子可以切割厚度超过1英寸的钢,但对于较重的钢板而言,富氧工艺仍然是低成本的替代方案。


重大工程突破的时间表

建立等离子体的早期历史基线后,让我们看一下该技术的一些重大工程突破:


1957年,Union Carbide开发了等离子切割工艺并申请了专利,此技术是气体钨极电弧焊(GTAW)工艺的扩展。


1962年至1967年,易损件设计完成了几项新的开发,双流割炬的设计旨在帮助改善有色金属的易损件寿命并降低质量。


1968年注水工艺商业化。该工艺可以切割出具有干净,直角的切边和更快的速度,并以可接受的切割质量切割碳钢。


1970年至1979年,旨在提供烟雾和烟雾控制的地下水位和水消声器问世?;谧远缁〉缪沟母叨瓤刂瓶墒迪指恢碌那懈钪柿亢透さ囊姿鸺倜?。


1980-1984年引入了基于氧气的等离子切割系统,该系统有助于改善边缘的垂直度和边缘冶金性(更柔软,可焊接的边缘),并允许以较低的功率水平和较高的切割速度切割碳钢。


1984年至1990年空气等离子切割工艺的许多发展使得手动切割和机械化薄板切割具有更好的便携性和更低的功率水平。


1990年开发了使用脉冲宽度调制的电流控制输出的更好的电源设计。一些系统开始使用重量更轻,体积更小的逆变器技术电源,适用于便携式手持式等离子系统。


1992引入了长寿命制氧工艺技术。从本质上讲,这是微处理器控制的控制等离子气体升温压力以及电源输出电流强度的方法。它帮助将典型的氧等离子体耗材寿命延长了四到六倍;改善零件的一致性;并帮助降低了等离子切割的成本。


1993年开发了高清等离子体技术,该技术需要使用以前的长寿命氧气技术。此过程允许使用新的喷嘴设计,该喷嘴设计将氧等离子体电弧的能量密度提高了四倍,从而可以在所有材料厚度上进行更方正,更整洁的切割。


1996出现了自动化的气体流量控制系统。他们与机床的CNC数字接口。这些气流控制消除了在设置切割过程参数时与机器操作员相关的错误的某些可能性。


1996-2006年,出现了许多与提高切割质量和生产率以及自动化许多过程切割参数有关的发展。其中包括集成的等离子,紧密耦合CNC的系统,等离子电源,气流控制,CAM软件和高度控制系统,以使过程自动化。通过将这些专业知识内置到系统中,机器操作员的工作变得更加简单,并且流程对操作员专业知识的依赖也减少了。


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