課題二 船體構(gòu)件的邊緣加工2

楊鵠2014.8.8船體加工裝配應(yīng)用技術(shù)培訓(xùn)包課題二船體構(gòu)件的邊緣加工（2）三、高效能物理切割法氧炔氣割速度較低、切割范圍狹窄，研究發(fā)展高效能物理切割法以提高切割速度、擴(kuò)大切割范圍。1、等離子切割①“等離子體”

處于完全電離狀態(tài)的氣體，不再由原子、分子構(gòu)成，而是由帶電的離子所組成，但其整體卻保持著電中性。它具有較強(qiáng)的導(dǎo)電能力，能受電場和磁場的作用。②等離子切割原理使用一定的裝置，可獲得流速300～1500m/s、溫度15000～33000℃的高速高溫等離子弧及其焰流，利用它可把割縫處的金屬熔化和蒸發(fā)并吹離基體，隨著割嘴的移動而形成割縫。

③等離子發(fā)生裝置圖a）一種典型的等離子切割裝置：電弧通過噴嘴孔道在鎢極和被切金屬之間燃燒；冷卻氣體使弧柱產(chǎn)生熱收縮效應(yīng)；弧柱電流的固有磁場產(chǎn)生磁收縮效應(yīng)；兩種收縮效應(yīng)與等離子體內(nèi)部的熱擴(kuò)散作用達(dá)到平衡時，離子體以相當(dāng)高的流速和溫度從噴嘴孔中噴出；高溫高速的離子噴射到被切構(gòu)件上，遇冷便立即復(fù)合成原子或分子，并放出能量，使割縫處的溫度迅速升高而熔化，同時，將被溶化的金屬沖走。圖b)水射流等離子切割裝置：在割嘴上的弧柱出口處增加了一圈水射流孔，水射流從四周冷卻電弧，弧柱被進(jìn)一步收縮，電弧的能量密度更集中，從而進(jìn)一步提高切割速度。

④等離子切割的優(yōu)點(diǎn)熱變形較小；切割速度快(是氧乙炔切割的3～6倍)；切割質(zhì)量好；能切割的材料多（銅、鋁、不銹鋼和各種高溫難熔金屬）；切割成本低。將等離子切割設(shè)備裝到普通數(shù)控切割機(jī)上能提高數(shù)控切割效率。2、激光切割①原理激光器發(fā)出水平激光束經(jīng)過45°全反射以及聚焦形成極小的光斑；被切割材料受激光光斑的照射產(chǎn)生局部高溫(高達(dá)10000℃以上)使材料瞬時熔化或氣化；一定壓力的輔助氣體將割縫處的熔渣吹除；隨著割嘴的移動，在材料上形成割縫，從而使材料被切開。②優(yōu)點(diǎn)速度快，割縫窄(約0.2～0.3mm)，熱影響區(qū)小(寬度約0.1mm)；割縫邊緣垂直度好、光潔度高。應(yīng)用范圍很廣（可切割各種高熔點(diǎn)材料、耐熱合金等特種金屬材料，硅、鍺等半導(dǎo)體材料和塑料、橡膠、石英、陶瓷、玻璃等非金屬材料）。尤其適合薄板的切割。

數(shù)控激光切割機(jī)以其高效率、高質(zhì)量、高精度的特點(diǎn)，逐漸被國內(nèi)廠家所認(rèn)識。但由于其一次性投資太高，尚阻礙著國內(nèi)船廠應(yīng)用激光切割工藝的進(jìn)程。四、氣割法加工各種焊接坡口

利用割炬組可以在構(gòu)件邊緣切割的同時加工所要求的焊接坡口。1、開V型坡口（用二個割炬）

方案Ⅰ：所開坡口在板材的正面割炬1：在前，垂直，進(jìn)行直角切斷；割炬2：在后，與加工表面成一傾斜角，割出所需坡口；間距a：依板厚不同而變，不使熔渣粘著板邊的反面。間距b：取決于板的厚度、坡口角度和鈍邊的大小。方案Ⅱ和方案I比較切除金屬的體積相同，方案Ⅱ的切割速度稍高(因?yàn)殚g距b減小了，傾斜割炬的預(yù)熱比方案I好)，熔渣相應(yīng)地減少，而且容易從板邊清除。方案Ⅱ的缺點(diǎn)是切割的板厚大于40mm時，其精度下降。割炬2傾斜度稍有誤差即會導(dǎo)致背面坡口角產(chǎn)生較大的誤差。方案Ⅱ：所開坡口在板材的反面割炬布置與方案I基本相同；b值比方案I小得多。2、開X型和K型坡口（用三個割炬）

用三個割炬切割雙面焊接坡口割炬2在切割過程中傾斜圖解3、氣割法加工焊接坡口的優(yōu)點(diǎn)切割和開坡口一