摘要：随着我国经济起飞、整机装备制造业兴起，我国已俨然跻身制造业大国行列。数控火焰切割机作为重要的下料设备，其在工程机械行业应用日益广泛。但在实际运用过程中，切割质量问题也常常伴随数控火焰切割左右，本文结合我厂加工过程中常出现的质量问题的原因、通过调整切割工艺、切割方法减少切割过程出现的质量问题，从而保证下料件的切割质量。

1.前言

数控火焰切割机目前是一种普遍的钢板整体加工设备，广泛的用于各个行业，其工作原理为氧气和天然气或丙烷的压缩气体为工作气体，以高温高速的火焰为热源，将被切割的金属局部熔化、并同时用高速气流将已熔化的金属吹走、形成狭窄切缝进而实现落料，其加工过程中由NC数控程序对行走路径进行控制。数控设备因其自动化程度高、切割厚度大、切割成本低，制造业企业钢板下料的重要设备大部分选用数控火焰切割机。但是，火焰切割在加工过程中经常出现切割缺陷，导致切割面质量差，影响产品整机质量，尤其是因火焰切割的热输入影响区较大，工件在切割过程中出现因热输入导致的变形等问题直接影响结构件的焊接。本文结合我厂实际加工过程中遇到的问题，浅析提高切割质量、控制切割热变形的方法。

2.数控火焰切割在加工过程出现的切割面缺陷、原因分析

2.1切割面缺陷及原因分析

我厂火焰切割主要应用于24mm-120mm厚的钢板，在切割过程中经常会出现以下几种缺陷：

2.1.1塌边：缺陷出现原因是在切割过程中切割氧压力过高，切割速度过慢导致。

2.1.2切割面内凹缺陷出现原因多为切割氧压力过高、割嘴与钢板见距离过大、割嘴堵塞导致风线不正、氧气纯度低等原因造成的。

2.1.3切割面倾斜造成缺陷原因多为割嘴与钢板不垂直、风线倾斜。

2.2切割面质量缺陷控制方法：

由上述原因可知，影响切割面质量的因素比较多，在平时加工生产时，要根据不同的板厚选取相应的切割速度、切割氧压力，可燃气体输出压力。切割氧的纯度在切割过程中也至关重要，当其余参数选取合适时，采用纯度≥99.5%的液态压缩氧气进行切割，可见切割面质量具有较为明显可见性的提高，有效缓解了切割面内凹的问题。同时对于割嘴要正确使用及时清理，割嘴状态的好坏对于切割面的加工质量也有较大影响。

3.长宽比较大的零件在数控火焰切割机时的变形原因及趋势

以我厂铲斗主刀板为例，其长宽比较大，数细长型零件，采用数控切割机在钢板母材上切割零件时，由于钢板受热不均匀，板材局部受高温热输入的影响产生膨胀，而周围未受热输入影响的母材又会限制其膨胀，此时钢板就会产生变形。而在数控切割机进行加工时，切割割嘴行走的位移路径是由数控程序控制的，其并不随着钢板的变形而改变，所以，实际下料成型的零件与程序规定的切割路径所形成的工件理论尺寸之间就会因钢板的变形而产生较大差异，就是我们所谓的热变形、尺寸超差。

我厂主刀板在加工过程中因两条长边受热不均，导致板条纵向弯曲、两端宽度不一致、宽度尺寸超差等现象。

4.长宽比较大的零件切割变形控制方法

4.1切割方向的确定

在确定切割方向时应遵循最后一条边与母材的大部分余料相连，如果工件与母材的大部分余料先切割分离，则在加工时就会出现因热变形应力导致工件在切割的过程中发生位移，致使工件尺寸超差，产生变形。

4.2“留割”的应用

在切割的套排料程序中，在割边上设定一处或几处5-20mm的部位不切割，是工件与母材通过这些不割断的部位谅解，用母材预料拽住工件，避免工件因切割过程中的热变形应力而产生位移，减少工件冷却后的缩减量，有些公司称其为“过桥”切割。但是这些留个处在整张母材钢板加工完后亦需进行切割割断，增加穿孔次数及预热时间，且“留割”处会产生较大凸起，需对其进行打磨，费时费力。对于整体生产效率有较大影响。

4.3“冲长条”式加工

在加工主刀板时，调整好各割枪风线间的尺寸，保证其与主刀板的宽度一致，在加工过程中各割枪先平行于母材宽度方向行走主刀板宽度一致的距离，在沿母材长度方向走直线，保证主刀板的宽度，在行走的长度与主刀板的长度尺寸保证一致，在沿平行于母材宽度方向反向行走。假设同时加工6件主刀板，共需7把割枪，将七把割枪视作一个整体，其行走路径为A→B→C→D，如图3所示，图中圆圈为割枪示意。切割落料后可以有效的控制工件的尺寸，减少工件变形、尺寸超差等问题。此种方法因无法直接测量风线间的距离，所以在在调整割嘴风线距离上会因不同操作者而产生较大差异，过程较不稳定。

图3

5.结语

综上所述，要提高数控火焰切割机的切割质量，要考虑的因素是多方面的。数控火焰切割对使用气体的纯度、压力有着严格的要求；合理的工艺参数的选用对于切割质量也有较大影响；而且在套排料的方法、切割顺序、切割方向等也要不断的实践，对于工艺人员、编程人员和现场操作者均有较高要求。