山西科技 文章编号：１００４—６４２９（２０１３）０６—０ｌ１６—０２ ＳＨＡＮＸＩ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮ０ＬＯＧＹ ２０１３年第２８卷第６期 收稿日期：２０１３—０３—２１ 等离子切割工艺及其污染治理 郭永葆 （太原市机械电子工业局，山西太原，０３０００２） 摘要：介绍了等离子体的概念及其特性，阐述了等离子切割工艺的切割对象及工艺 内容，讨论了等离子切割产生的污染以及治理措施。 关键词：等离子切割工艺；ｂｓ割原理；污染治理 中图分类号：Ｘ７５ 文献标识码：Ａ １等离子切割原理 １．１等离子体 的等离子束温度在２ ０００℃以上，可将被切割的金属迅速局部加 热到熔化状态，同时用高速气流将已熔金属吹掉而形成狭窄的 切口。这一切割技术谓之“等离子切割”。 物质存在的状态常为“三态”，即固态、液态与气态。这“三 态”随温度、压力的变化而转化。当气态物质升温到几万摄氏度 ２等离子切割工艺 ２．１切割对象 甚至几十万摄氏度时，气体发生“电离”，转变为一团由自由 电子、离子和中性粒子组成的体系，即等离子体。这一转化也 可在高电压电场中通过放电实现。 １．２等离子体的特性 用于切割各种氧气等燃气难以切割的金属，如不锈钢、铜、 铝、钛、镍、铸铁等。用于切割普通碳素钢薄板时，速度可达氧切 割法的５￣６倍。 ２．２工艺内容 ２．２．１工作气体 等离子体的特性包括：可通过很大的电流；具有很高的能量 密度；极高的温度。被压缩的等离子弧一般可达１０ ０００ ｏＣ １５ ０００ ℃，经水再压缩可达到５０ ０００℃。 １．３热等离子体 采用空气、氩气、氢气、氦气、氮气、水蒸气以及某些混合气 体作工作气体。它是等离子弧的导电介质，又是携热体，同时还 要排除切口中的熔融金属。 ２．２．２一般等离子切割 一电弧放电或高频感应放电产生的等离子体称为“热等离子 体”，可用作高温热源。 １．４等离子切割技术 般等离子切割不用惰性气体保护。引弧时，喷出小气流离 利用电弧放电产生的热等离子体经压缩后从割枪喷嘴喷出 面对订单驱动／面向库存驱动的计划模式，同时满足中心仓库配 送、供应商直送和看板配送的不同的配送方式；加大零部件及配 套产品的外包与外协，并通过供应商管理库存、ＪＩＴ配送等手段 有效提升公司的运营效率，降低成本；关注从订单到交付的整体 能力，通过打通研、产、供、销在计划、ＢＯＭ配置以及执行过程中 子气体作为电离介质；切割时喷出大流量气体以排除熔融金属。 业（适用于装备制造行业）信息化整合之路的一些粗浅认识和思 考，希望能作为一个经验分享，抛砖引玉，对同行们起到一点借 鉴作用。 参考文献 ［１］ 陈启申．成功实施ＥＲＰ的规范流程［Ｍ］．北京：电子工业出 版社，２００９． 的环节，实现企业对整个从订单到交付的能力的提升。 ２．２．３销售管理 ［２］秦杨勇．集团管控：中国最佳实践经典案例解析［Ｍ］．北京： 中国经济出版社，２０１１． ［３］拉普兰特．ＣＩＯ的智慧：企业信息化管理的最佳实践［Ｍ］．栗 霞，宋艺，王玉玲，译．北京：机械工业出版社，２０１３． 通过建立经客户关系管理平台，有效强化企业与经销商的 对接与沟通，实现经销商对市场的预测、订单执行等过程能够快 速实时通过协同平台对接。 ２．２．４售后服务和维修 ［４］任振清．ＳＡＰ ＥＲＰ应用案例详解［Ｍ］．北京：清华大学出版 社，２０１３． （责任编辑：白尚平） 通过对产品全生命周期的跟踪，对备品备件的高效管理以 及呼叫中心的建立等方面全面增强企业在客户响应、服务承诺 以及服务质量方面的能力。 第一作者简介：刘永青，男，１９７９年１Ｏ月生，２００３年毕业于 东华大学信息管理与信息系统专业，工程师，经纬纺织机械股份 有限公司，北京市朝阳区亮马桥路３９号第一上海中心７层， １００１２５． （下转第１１７页） ３结语 以上是笔者结合多年行业信息化工作经验，对纺织制造行 ｌ】６ 郭永葆等离子切割工艺及其污染治理 本刊Ｅ—ｍａｉｈｓｘｋｊｚｚｓ＠１６３．ｃｏｍ 问题探讨 ２．２．３空气等离子切割 成分：金属蒸汽、金属氧化物粉尘、臭氧、氮氧化物。 产生浓度与产生量：与被切割金属材质、厚度及电源电压、 使用压缩空气作为离子气，其在电弧中加热、分解和电离。 充分电离了的空气等离子体热焓值高，可迅速放热切割金属。 ２．２．４电源 电流，压缩空气压力、流量，还有切割速度等有关。例如厚度为８ ｍｍ的不锈钢板，电流为１００ Ａ，压缩空气流量为２２０ Ｌ／ｍｉｎ，空气 等离子切割，烟尘质量浓度为３５０ ｍｇ／ｍ３￣４００ ｍｇ／ｍ ，烟尘产生 量为４ ２００ ｍｇ／ｈ～５ ２８０ ｍｇ／ｈ。这比氧切割的烟尘要严重，同时，也 空载电压一般为１２０ Ｖ～６００ Ｖ，弧柱电压一般为空载电压的 一半。电流在２００Ａ。 ２．２．５其他工艺要求 危害更重。 ３．２其他污染 （１）适当的工作气体流量。 （２）合适的电极内缩量——电极到割嘴端面的距离，一般取 ８ｍｍ￣ｌ１ ｍｍｏ 其他污染主要包括：弧光、电磁辐射、噪声及金属熔渣。 （３）合适的割嘴高度——割嘴端面到被割工件表面的距离， 一４等离子切割烟尘的治理对策 （１）当板材较薄时，可将其置于水下切割，但影响切割效率。 般为４ｍｍ～１０ｍｍ。 （４）切割速度：在保证切割质量的前提下，尽可能提高切割 （２）放置被割板材的切割架下方，设置水槽以沉降部分金属 粉尘及熔渣。 （３）采用烟尘净化设备。结构：在切割架下部侧面设置滑动 式吸烟口，或设置可控开关风门一烟道一火花捕集器一布袋除 尘器一引风机—排气筒等。 原理：引风机风量在１２ ０００ ｍＴｈ，大风量的抽吸作用把大部 速度，以减少被割工件的变形量和割缝区的热影响区域，避免黏 渣增加。 ２．２．６等离子切割设备 等离子切割设备由供气装置、电源、割枪等部分组成。 供气装置：空气等离子切割供气装置为功率大于１．５ ｋＷ的 空气压缩机。切割时所需气体压力为０．３ ＭＰａ～０．６ ＭＰａ。选用其他 气体，采用瓶装气体经减压后供气。 电源：常用空载电压为３５０ Ｖ一４００ Ｖ。 割枪：６Ｏ Ａ以下割枪为风冷结构；６０ Ａ以上多采用水冷结 分烟尘吸入净化系统，经除尘后由排气筒稀释排放，质量浓度控 制在５ ａｇ／ｒｍ３￣７ ｍｇ／ｍ 。等离子切割烟尘净化设备由专业烟气净 化设备厂配套生产。 （责任编辑：王永胜） 构。其电极采用纯钨或钍钨等材料，优先选用铸钨。 ３等离子切割产生的污染 ３．１烟尘 第一作者简介：郭永葆，男，１９４４年８月生，１９６７年毕业于 太原工学院，教授级高工，原任太原市机械电子工业局总工、副 局长，山西省太原市，０３０００２． Ｐｌａｓｍａ Ｃｕｔｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｉｔｓ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＧＵＯ Ｙｏｎｇｂａｏ ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｐｔ ａｎｄ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｌａｓｍａ，ｅｘｐｏｕｎｄｓ ｔｈｅ ｏｂｊｅｃｔｓ ａｎｄ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ｐｌａｓｍａ ｃｕｔｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｐｌａｓｍａ ｃｕｔｔｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ． ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ：ｐｌａｓｍａ ｃｕｔｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｃｕｔｔｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ；ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ （上接第１１６页） Ｔａｌｋｉｎｇ ａｂｏｕｔ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ’Ｓ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｚａｔｉｏｎ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ＬＩＵ Ｙｏｎｇｑｉｎｇ，ＬＩ ｙｕｈｕａ ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｔｅｘｔｉｌｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｈａｓ ｔｈｅ ｔｙｐｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｉｔｓ ｕｎｉｑｕｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎ．Ｔｈｅ ｉｄｅａ ｏｆ ｉｔｓ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｚａｔｉｏｎ ｈａｓ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｉｎｄｕｓｔｙ．Ｔｈｉｒｓ ｐａｐｅｒ ｅｘｐｏｕｎｄｓ ｔｈｅ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｓｕｃｃｅｓｓ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｔｅｘｔｉｌｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｉｎｄｕｓｔｙ，ａｎｄ ｃｏｎｎｅｃｔｒｉｎｇ ｏｆ ｍａｎｙ ｙｅａｒｓ’ｗｏｒｋｉｎｇ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｓ，ｍａｋｅｓ ａ ｂｒｉｅｆ ｓｕｍｍａｒｙ ｏｆ ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ’Ｓ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｚａｔｉｏｎ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ． ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ：ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ；ｉｎｆｏｒｍａｔｉｚａｔｉｏｎ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ；ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｓｕｃｃｅｓｓ ｆａｃｔｏｒｓ １ １７
