數控切割
1 數控切割
1958年英國氧氣公司試制成功了世界上第1臺數控切割機，開創了數控切割的新紀元。隨后，發達國家都相繼開展了對數控切割的技術、工藝、相關配套軟件和設備的深入開發研究工作，經過40多年的不懈努力，得益于計算機產業不斷進步的相助，已向市場推出了各種類型、功能齊全的系列化數控切割產品。如今，針對不同的工件對象，人們可分別采用數控、機器人切割等多種切割方法；為了滿足各種材質的切割性能和精度要求，又可以選用火焰、等離子、激光等與之相適應的切割工藝，真正達到了為用戶提供**解決問題的方案。
我國數控切割技術開發研制是在20世紀80年代初、伴隨著微電子技術的成熟并獲得廣泛應用的基礎上開始起步的，經歷20多個春秋的持續發展，終于取得了可喜的成就。目前國產數控切割產品的種類和規格已相當齊全，其中部分產品在技術、性能、指標和功能上均已接近或達到國際上同類產品的水平。
2 數控火焰切割
2．1 起步
20世紀70年代中期，我國造船行業，針對船舶建造過程中的放樣工序，研究了船體線型的數學光順及曲面外板展開的計算機輔助設計程序，該程序系統產生的輸出結果可用于數控加工，從而使船體鋼板下料切割不再需要經過實尺放樣——制作樣板——在鋼板上畫線——用手工或半自動切割這么多道繁瑣的工序，由此而來，應用數控切割船用鋼板的優越性立刻展現出來，它既節省了工時、放樣臺場地和樣板材料，又能減輕工人勞動強度，極大地提高了工效。正是在此背景下數控火焰切割機開始進入我國船廠，用于鋼板切割下料。
2．2 數控火焰切割機的優點
a．功能全，自動化程度高；
b．配置多個割炬工作，且有效切割時間長、生產效率高；
c．采用套料切割程序，提高了鋼板利用率，并可減小熱變形；
d．切割信息易于準備、修改和保存；
e．加工精度高，切割質量好；
f．機器運行穩定可靠，操作方便。
3 數控等離子切割
3．1 概述
人類利用等離子弧切割金屬材料已有40多年的歷史，而將數控等離子切割應用于中國造船業只是近10多年的事，然而人們不難發現這是一項成長壯大十分迅速的新技術，它給我國船廠的鋼板帶來了巨大的變革，并產生了極其深遠的影響。時至今日，數控等離子切割機已經接替數控火焰切割機，在船廠的鋼板下料中占據了主導地位。更有甚者，在訂造新船時，已將造船廠是否具備數控等離子切割加工手段列入了能否承接合同訂單的必要條件。
3．2 歷史回顧
我國數控等離子切割技術開發研制是在數控火焰切割技術趨于成熟并獲得廣泛應用的基礎上開始的。20世紀80年代末、90年代初，國民經濟駛入了發展的快車道，鋼板和其他金屬材料的切割量急劇增大，高速度、高效率的數控等離子切割技術日益受到包括造船在內的制造業界的重視，而當時國產設備還一時無法擔此重任，許多大型骨干船廠不得已只能花巨資，率先從國外引進數控等離子切割機，以解生產上的燃眉之急。大量進口機器的接踵而至，給國內同行以極大的鞭策，更激發了我們發憤圖強研制先進設備以替代進口設備的使命感和緊迫感。另一方面，國外先進設備的引進，也為我們提供了難得的學習和借鑒機會。經歷了消化學習、潛心鉆研，并在關鍵技術上采取引進和自主開發的措施（值得一提的是：嫁接引入了國際上先進的等離子切割系統），使我國數控等離子切割技術研制水平在高起點上得到了質的飛躍，因此國產數控等離子切割機從降生之日起就基本實現了自動化程度高、功能齊全、運行可靠、性價比高的發展目標，并很快被我國造船行業所認知和接受，從此成為國外進口設備強勁的競爭對手。
3．3 等離子弧切割的特點和種類
3．3．1 特點
在高溫、強電場條件下產生的等離子弧，經機械壓縮、熱壓縮和磁壓縮，使弧柱電流密集、產生極高的溫度和高速氣流，高溫、高速的等離子弧焰流使工件金屬熔化，并被吹離基體形成割縫。由于弧柱溫度大大超過金屬及其氧化物的熔點，因此，除切割碳鋼外，等離子弧還可用于切割不銹鋼、鋁、銅等金屬。
3．3．2 種類
a．常規等離子弧切割。
b．雙氣體等離子弧切割。
割炬分別使用等離子氣體和屏蔽氣體。屏蔽氣體的作用是使切割區域與外界形成有效隔離，以獲得較好的切割邊緣質量。根據被切材料的特性，可以改變不同氣體的組合來達到*佳的切割效果。
c．水射流等離子弧切割。
切割過程中，冷卻水由割炬噴嘴內的小孔噴出射向電弧，對等離子弧再次壓縮，使其密度和溫度進一步增高，用以提高切割速度和切割質量。
d．長壽命氧氣等離子弧切割。
長壽命氧氣等離子弧切割是一種新穎的切割碳鋼的等離子弧切割技術。*突出的優點是電極壽命長，與普通氧氣等離子比較，平均壽命延長4~6倍，穿孔次數上升了近10倍。
e．精細等離子弧切割。
該等離子弧電流密度極高，因此有非常狹窄挺直的等離子焰，割縫窄、切割面光潔、切口邊緣垂直、切割精度和表面質量接近激光切割。