1、汽車車身焊接技術任務十任務十 車身鈑金件的切割車身鈑金件的切割l學習內容與目標l切割方法l氧炔焰切割和等離子切割原理l氧炔焰切割和等離子切割設備l氧炔焰切割和等離子切割參數一、相關知識切割分類 1 機械切割2 熱切割 氣體火焰切割 等離子弧切割 激光切割一、相關知識內容提要：1.機械切割下料的原理、特點及主要下料設備；2.氣割的原理、特點、實現條件、影響氣割的主要因素。鋼板的剪裁（機械切割） 鋸切鋸切是一種以切削的方法將各種型材和一定規(guī)格的鋼板實施切斷的加工方法。鋸切的切口平滑、尺寸準確、精度高；但切割速度慢、效率低，只能切割在一定尺寸范圍內較小截面的型材、管材、棒材或板材。所以在結構制造生產

2、中應用較少。鋸切又分為：有齒鋸切；無齒鋸切；砂輪鋸切三種方式。鋼板的剪裁（機械切割）n無齒鋸切又稱為線切割，它是以高速旋轉磨擦生熱來加熱軟化金屬，同時以強力推進磨削而切斷金屬材料。屬于小型型材精密切割。n砂輪鋸切用厚為2.55mm的高強度砂輪片為切削刃具，高速旋轉(可達5000rmin)，對金屬進行快速磨削加工而切斷金屬。主要用于切斷小截面的管材、棒材和小規(guī)格型材。鋼板的剪裁（機械切割） 剪切 (剪裁) 剪切原理在專用剪切機床上，通過剪刃對鋼材的剪切部位施加一定的剪切力，使剪刃壓入鋼材表面，當其內產生的內應力達到和超過金屬的抗剪強度時，便會使金屬產生斷裂和分離。 剪切特點切口光潔平齊質量高，操

3、作方便條件好，節(jié)省人力效率高。 鋼板的剪裁（機械切割） 常用剪切設備及其應用范圍 聯(lián)合沖剪機屬多功能剪床，即可剪鋼材，又可剪型材，還可進行沖孔。圖圖3-173-17。在焊接結構生產中，主要用于沖孔和剪切中小型材。 鋼板的剪裁（機械切割） 圓盤剪切機（圖（圖3 31818）主要用于剪切曲線形狀的坯料和薄而長的板料。 鋼板的剪裁（機械切割） 振動剪床用于剪切4mm以下鋼板的直線或曲線工件(包括圓孔)。圖圖3-193-19。鋼板的剪裁（機械切割） 龍門式剪切機 （圖（圖3-143-14）鋼板的剪裁（機械切割）分類按刀刃裝配位置不同分：平口剪板機(兩刀刃上下平行)；斜口剪板機(兩刀刃成一定角度)；按傳

4、動方式的不同分：機械傳動剪板機(10mm); 液壓傳動剪板機(10mm)。鋼板的剪裁（機械切割）說明：這種剪切不是純剪切，伴有彎曲，在剪斷線近旁約有23mm的區(qū)域內因受擠壓而產生變形,出現加工硬化現象。為保證加工質量，對于具有裂紋敏感性的材料，該硬化層應予以消除。鋼板的剪裁（機械切割）剪切力的計算斜剪：式中 P剪切力; S被剪板厚; 上剪刀傾角; 鋼板的極限剪應力。平剪: PS.L.式中 L板長。2tanSP鋼板的剪裁（機械切割）已知剪切力，便可確定剪切板厚。由于材質不同，在同一剪切力下，所剪板厚有所不同，一般不銹鋼為碳鋼的1/3板厚。 熱切割 氣體火焰切割 (簡稱氣割) 氣割原理氣割的實質是

5、金屬在氧中的燃燒過程。它利用可燃氣體和氧氣混合燃燒形成的預熱火焰，將被切割金屬材料加熱到其燃燒溫度，由于很多金屬材料能在氧氣中燃燒并放出大量的熱，被加熱到燃點的金屬材料在高速噴射的氧氣流作用下，就會發(fā)生劇烈燃燒，產生氧化物，放出熱量，同時氧化物熔渣被氧氣流從切口處吹掉，使金屬分割開來，達到切割的目的。熱切割 氣割過程包括三步：、火焰予熱使金屬表面達到燃點；、噴氧燃燒氧化、放熱(上部金屬燃燒放出的熱量加熱下部金屬到燃點)；、吹除熔渣金屬分離。熱切割 氣割的特點設備簡單、使用方便；切割速度快、生產效率高；成本低、適用范圍廣。可切割各種形狀的金屬零件，厚度達1000mm,可切碳鋼、低合金鋼；可用于毛

6、坯，亦可用于開坡口或割孔。熱切割 實現氣割的條件氣割不能用于所有金屬的下料，是因為實現氣割的金屬應滿足以下條件： 金屬的燃點應低于其熔點； 燃燒后形成的金且流動性要好，粘度要?。?金屬燃燒時應能放出大量的熱，以預熱下層金屬是實現連續(xù)切割的條件； 金屬應有較低的導熱系數。熱切割 根據上述條件可以看出：a.低、中碳鋼和普通低合金鋼可用氣割下料。但隨著含碳量的增加，熔點，燃點，切割越難實現；隨著含碳量的增加，切割邊緣產生淬火裂紋的傾向性增加，所以要切割碳的質量分數高于0.7的碳鋼，須預熱400700；當碳的質量分數大于1%1.2時，無法氣割。熱切割 b .鑄鐵含碳量較高，其熔點大大低于燃點且燃燒時產

7、生的SiO2 流動性很差。c .低錳、低鉻鋼可用氣割下料，但應注意切口處淬硬傾向。d .鉻的質量分數大于5的鋼、不銹鋼、銅、鋁及其合金通常不采用氣割下料。熱切割 氣割用氣體氣割用氣體可分為可燃性氣體和助燃性氣體兩類。可燃性氣體種類很多，如乙炔、氫、天然氣、煤氣、液化石油氣等。氣割時，究竟選用哪一種要根據以下因素決定： 氣體燃燒熱效率的高低； 經濟性； 安全性； 儲運的方便性。熱切割 影響氣割質量的主要因素 予熱火焰； 切割氧； 切割速度； 割嘴與工件表面的間距H； 鋼板初始溫度t。 熱切割 氣割方法與設備 手工氣割（圖（圖3-213-213-223-22）熱切割 機械切割小車式直線氣割機熱切割

8、 機械切割搖臂仿形氣割機熱切割 機械切割光電跟蹤氣割機 機械切割數控氣割機n定義：借助水冷噴嘴對電弧的拘束作用，獲得高能量密度的等離子弧進行切割的方法自由電弧電極電極等離子氣等離子氣保護氣保護氣拘束噴嘴拘束噴嘴氣室氣室保護氣噴嘴保護氣噴嘴工件工件小孔小孔焊縫金屬焊縫金屬焊接方向焊接方向 拘束電弧 壓縮電弧 面積變化20% 1. 1. 切割原理：熔化切割原理：熔化 2. 2. 特點特點: :(1)(1)切割速度快；切割速度快； (2) (2)切口質量好；切口質量好； (3) (3)適應性好：可切割高熔適應性好：可切割高熔 點非金屬材料點非金屬材料一、相關知識 等離子弧切割有等離子弧切割有、切割、

9、切割、切割等。切割等。 離子氣有離子氣有N N2 2、Ar-HAr-H2 2、N N2 2-H-H2 2、空氣以及氧氣等。、空氣以及氧氣等。 兩種氣體混合使用都比單一的氣體好，其中尤以兩種氣體混合使用都比單一的氣體好，其中尤以Ar-Ar-H H2 2及及N N2 2-H-H2 2混合氣切口質量最好；混合氣切口質量最好；N N2 2價格低廉，生產中用價格低廉，生產中用得較多。得較多。：方便、成本低，在生產中已得到廣：方便、成本低，在生產中已得到廣泛的應用。適用于常用結構材料（鋼、鋁、銅、鑄鐵）的切泛的應用。適用于常用結構材料（鋼、鋁、銅、鑄鐵）的切割，切割割，切割30mm30mm以下板材時比氧乙

10、炔焰更具有優(yōu)勢，所以特別以下板材時比氧乙炔焰更具有優(yōu)勢，所以特別適合于適合于30mm30mm以下的碳鋼、低合金鋼的切割（更大厚度的這兩以下的碳鋼、低合金鋼的切割（更大厚度的這兩種材料，氧乙炔切割更有優(yōu)勢）。種材料，氧乙炔切割更有優(yōu)勢）。 但空氣等離子弧切割有強烈的氧化腐蝕，應用純鋯或但空氣等離子弧切割有強烈的氧化腐蝕，應用純鋯或純鉿電極（此時也可采用氧作離子氣，但電極燒損更嚴純鉿電極（此時也可采用氧作離子氣，但電極燒損更嚴重），也可采用復合式空氣等離子弧切割。重），也可采用復合式空氣等離子弧切割。等離子弧切割時電流采用正接極性，切割金屬時采用等離子弧切割時電流采用正接極性，切割金屬時采用轉移弧

11、。轉移弧。60A60A以下手工切割常用無維弧電弧結構，以下手工切割常用無維弧電弧結構，60A60A以上以上手工割槍常采用有維弧結構割槍；切割薄金屬板材時，可手工割槍常采用有維弧結構割槍；切割薄金屬板材時，可采用微束等離子弧來獲得更窄的割口。采用微束等離子弧來獲得更窄的割口。與等離子弧焊接設備大致相同，由電源、控制系統(tǒng)、割槍、與等離子弧焊接設備大致相同，由電源、控制系統(tǒng)、割槍、供氣和供水系統(tǒng)等組成，其中空氣等離子弧切割機（供氣和供水系統(tǒng)等組成，其中空氣等離子弧切割機（LGK系列）系列）應用最廣泛。應用最廣泛。：等離子弧切割采用具有陡降或恒流外特性的直流電源。等離子弧切割采用具有陡降或恒流外特性的

12、直流電源。電源空載電壓一般為切割時電弧電壓的兩倍，常用切割電源空載電源空載電壓一般為切割時電弧電壓的兩倍，常用切割電源空載電壓為電壓為150150400V400V?？諝獾入x子弧切割一般要配用大于?？諝獾入x子弧切割一般要配用大于1.5kW1.5kW的空的空氣壓縮機。氣壓縮機。 逆變電源將是切割電源的發(fā)展方向。逆變電源將是切割電源的發(fā)展方向。 與焊槍相似，一般與焊槍相似，一般60A60A以下割槍多采用風冷結以下割槍多采用風冷結構，構，60A60A以上割槍多采用水冷結構。割槍中的電極可采以上割槍多采用水冷結構。割槍中的電極可采用純鎢、釷鎢、鈰鎢棒，也可采用鑲嵌式電極?？諝獾扔眉冩u、釷鎢、鈰鎢棒，也可

13、采用鑲嵌式電極。空氣等離子弧切割時，采用鑲嵌式鋯或鉿電極。離子弧切割時，采用鑲嵌式鋯或鉿電極?？刂葡到y(tǒng)控制系統(tǒng)n能提前供氣和滯后停氣能提前供氣和滯后停氣n采用高頻引弧，在等離子弧引燃后高頻振蕩器應能自動斷開。采用高頻引弧，在等離子弧引燃后高頻振蕩器應能自動斷開。n離子氣流有遞增過程。離子氣流有遞增過程。n無冷卻水時應不能啟動。若切割過程中斷水，切割機能自動無冷卻水時應不能啟動。若切割過程中斷水，切割機能自動停止。停止。n在切割結束或切割斷弧時，控制線路能自動斷開。在切割結束或切割斷弧時，控制線路能自動斷開。氣路和水路系統(tǒng)氣路和水路系統(tǒng)一、相關知識n等離子切割工藝參數n氣體流量：過小、過大都不好

14、n切割電流和切割電壓：電流電壓決定了電弧功率、但過大：切口寬、粗n切割速度：保證切透前提下盡可能最快n噴嘴高度包括包括電流、電壓、切割速度、氣體流量、噴嘴距工電流、電壓、切割速度、氣體流量、噴嘴距工件高度等。件高度等。理論上，有很多的參數會影響到切割的效果。但在實際生產中理論上，有很多的參數會影響到切割的效果。但在實際生產中，尤其是采用空氣等離子弧切割時，這些參數或因素很多是不好，尤其是采用空氣等離子弧切割時，這些參數或因素很多是不好變更的，所以，通常僅需注意以下幾個可變的項目：變更的，所以，通常僅需注意以下幾個可變的項目：（1）切割電流、電壓）切割電流、電壓（2）切割速度）切割速度（3 3）

15、噴嘴高度）噴嘴高度（4 4）氣壓）氣壓（一）切割工藝參數的選擇（一）切割工藝參數的選擇對于確定厚度的板材，切割電流越大，則切割速度對于確定厚度的板材，切割電流越大，則切割速度越快。高切割速度使切口變窄、熱影響區(qū)減小。應盡可越快。高切割速度使切口變窄、熱影響區(qū)減小。應盡可能選擇大的切割速度。能選擇大的切割速度。切割大厚度工件時，提高切割電壓更為有效。切割大厚度工件時，提高切割電壓更為有效。 (1)常用結構材料用空氣等離子弧切割，不考慮常用結構材料用空氣等離子弧切割，不考慮 用其它氣體；用其它氣體；(2)大厚度板材的批量切割，宜用（數控）自動大厚度板材的批量切割，宜用（數控）自動 等離子弧的水下切

16、割（水再壓縮等離子弧切等離子弧的水下切割（水再壓縮等離子弧切 割）。割）。噴嘴高度一般為噴嘴高度一般為6 8mm，空氣等離子弧切割所需高，空氣等離子弧切割所需高度略小，正常切割時一般為度略小，正常切割時一般為2 5mm。空氣等離子切割時?？諝獾入x子切割時還可以將噴嘴與工件接觸，即噴嘴貼著工件表面滑動，這還可以將噴嘴與工件接觸，即噴嘴貼著工件表面滑動，這種切割方式稱接觸切割或筆式切割，切割厚度約為正常切種切割方式稱接觸切割或筆式切割，切割厚度約為正常切割時的一半。割時的一半。 （二）提高切割質量的途徑（二）提高切割質量的途徑良好的切割質量應該是切口面光潔、切口窄，切口上部呈直角良好的切割質量應該

17、是切口面光潔、切口窄，切口上部呈直角且無熔化圓角，切口下部無毛刺（熔瘤）。為實現上述質量要且無熔化圓角，切口下部無毛刺（熔瘤）。為實現上述質量要求，應注意下面幾點。求，應注意下面幾點。 等離子弧切割過程中會產生噪音、煙塵、弧光及等離子弧切割過程中會產生噪音、煙塵、弧光及金屬蒸氣等公害，對環(huán)境造成嚴重的污染，在大電流金屬蒸氣等公害，對環(huán)境造成嚴重的污染，在大電流切割或切割有色金屬時情況尤為嚴重。除水再壓縮等切割或切割有色金屬時情況尤為嚴重。除水再壓縮等離子弧切割外，水面上切割及水面下切割也是抑制污離子弧切割外，水面上切割及水面下切割也是抑制污染的方法。染的方法。 （2 2）等離子弧較其它電弧的光

18、輻射強度更大，尤其是）等離子弧較其它電弧的光輻射強度更大，尤其是紫外線強度，除罩黑色目鏡外，最好加上吸收紫外線的紫外線強度，除罩黑色目鏡外，最好加上吸收紫外線的專門鏡片。專門鏡片。 （1 1）等離子弧焊接和切割用電源的空載電壓較高，）等離子弧焊接和切割用電源的空載電壓較高，有電擊的危險。電源在使用時必須可靠接地，焊槍槍有電擊的危險。電源在使用時必須可靠接地，焊槍槍體或割槍槍體與手觸摸部分必須可靠絕緣。體或割槍槍體與手觸摸部分必須可靠絕緣。 （3 3）等離子弧會產生高強度、高頻率的）等離子弧會產生高強度、高頻率的，尤其，尤其采用大功率等離子弧切割時，其噪聲更大。采用大功率等離子弧切割時，其噪聲更

19、大。 等離子弧焊接和切割過程伴隨有大量氣化的金屬蒸等離子弧焊接和切割過程伴隨有大量氣化的金屬蒸氣、臭氧、氮化物等，應有良好的通風設備、措施。氣、臭氧、氮化物等，應有良好的通風設備、措施。 一般手工切割或自動切割工作臺附近要配備抽風系一般手工切割或自動切割工作臺附近要配備抽風系統(tǒng)，但排出的廢氣仍然對環(huán)境造成污染。統(tǒng)，但排出的廢氣仍然對環(huán)境造成污染。 切割時，在柵格工作臺下方還可安置排風裝置，也切割時，在柵格工作臺下方還可安置排風裝置，也可以采取水中切割方法?？梢圆扇∷星懈罘椒ā?（4 4）等離子弧焊接和切割都采用）等離子弧焊接和切割都采用引弧，引弧，應注意高頻電磁場的生理傷害。應注意高頻電磁場

20、的生理傷害。 雙氣流等離子弧切割：雙氣流等離子弧切割：電弧得到進一步的壓縮，有電弧得到進一步的壓縮，有利于吹除割渣，具有雙弧傾向小、切割速度快、切口上利于吹除割渣，具有雙弧傾向小、切割速度快、切口上沿圓度小等優(yōu)點。沿圓度小等優(yōu)點。離子氣一般用氬、氮或氬離子氣一般用氬、氮或氬+氫，外層氣體根據所切氫，外層氣體根據所切金屬選用，如切割普通鋼材可用空氣、氧氣或氮氣，切金屬選用，如切割普通鋼材可用空氣、氧氣或氮氣，切割不銹鋼可用氮氣、二氧化碳或氬割不銹鋼可用氮氣、二氧化碳或氬+氫，切割鋁合金可氫，切割鋁合金可用氬用氬+氫、氮氣或二氧化碳。氫、氮氣或二氧化碳。水射流等離子弧切割：水射流等離子弧切割：以高速水流射向電弧，使電以高速水流射向電弧，使電弧再次受到強烈壓縮，溫度弧再次受到強烈壓縮，溫度隨之可升達隨之可升達30000 30000 。離子。離子氣通常用氣通常用N N2 2。具