等离子切割机工作原理分析.doc

等离子切割机工作原理分析 　等离子切割是以高温、高速的等离子弧为热能,熔化被切割的金属,并以高速气流将熔化的金属吹走.它能对各种金属材料(不锈钢、碳钢、合金铜、铝、铜、镍、钛等)进行切割,具有切割速度快、切口窄、变形小、节省材料等特点.　　空气等离子切割机是以压缩空气为气源,因工作频繁、工作地点经常移动和环境条件差等原因,容易发生故障.这里以LGK8-63切割机为例,分析其基本工作原理并介绍一些常见故障维修处理,原理图见附图所示.　　一、工作原理空气等离子切割机从结构上分主要包括:主回路,控制回路以及气路三部分.1、主回路包括接触器KM、三相变压器B1、三相桥式整流器(由D1~D6、C1~C6组成)、高频振荡器(由B2、B4、FP、C12组成).2、控制回路由控制变压器B3和J1、J2、J3、D7、C11、R3等元件组成.3、气路部分由减压及电磁气阀DF组成.　　其原理简述如下:在接好电源和气源后,合上开关K1.电源指示灯XD亮,冷却风机FM立即转动.按下割炬微动开关K3,继电器J1得电动作其常开触点接通,电磁阀DF动作,气路接通,割炬进行预先通气.　　另一常开触点接通电阻R3,二极管D7对电容C11充电,组成延时电路,经过3~5秒充电完毕.继电器J2通电闭合,接触器KM得电闭合,主回路通电,经过变压器B1整流桥.正极经过B5通过连接线直接接至工件,负极通过B2输出,主回路得电的同时,接触器KM的辅助常开触头接通继电器J3.DK为常闭触点,使得变庄器B4得电.B4初级电压为220V,取自变压器B3初级自耦抽头,B4次级电压为2500V左右,输出至高压电容C12(102M/10kV两只并联)变压器B2(初级绕组3匝.次级绕组10匝串于工作主回路).通过变压器B2在主回路的负极上感应叠加-高压,割炬靠近接触工件(正极),引弧切割.　　图中FP为保护放电空气间隙,间距可调,正常为1~12mm.当引弧切割工件时.电弧电流使得线圈B5(8匝)内干簧管DK触点动作断开,继电器J3失电,切断高压变压器B4,引弧升压回路停止工作.当切割完毕,松开割炬微动开关K3后,则继电器J1断电复位,接触器KM主触点断开,主回路停止输出.　　由于RC电路中C11的充放电作用,继电器J2延时复位,使气路滞后10秒断开,割炬得到有效冷却,起到保护作用.整个切割工作过程:预通气一主回路供电-高压引弧-熄弧-气体滞后-停止.变压器B1为Y/Y接法,一次侧线电压为380V,二次侧线电压为170V,经整流后直流空载电压有效值为240V,有工作负载时输出120V.　　二、等离子切割机的缺陷    此型号等离子切割机,从其原理图或实际结构来分析主回路、控制回路等,没有使用集成电路,虽然结构简单,但存在一些缺陷.因为电源进线接至机上一端子板,然后从端子板直接接至接触器KM.开/关机只是开/断控制回路开关K1,继而控制接触器KM.在实际使用中若发生接触器KM铁心卡阻或触点烧结(此故障极常见),此时切割机仍然有电压输出.容易发生关不断电源的故障.从保护设备和工作人员或者从维修的角度分析,电源进线后与接触器KM之间至少需一只容量为30A左右(根据设备容量来估算)的三相断路器.　　值得一提的是,在引弧过程中未切割工件即主回路已得电,控制回路工作,J3、B4工作,在B2的次数上有一引弧电压,叠加在主回路上.由图上看,此引弧分量电压;经工件输出引线线间电容C13,线地电容C14、C15耦合,反加在变压器B1的次级,通过绕组匝间电容C16反馈至电源侧,给工频电源造成污染.用一高内阻数字万用表直流电压1000V挡,一表笔搭接电源进线任一相,另一表笔悬空,数字万用表的显示值是一不稳定的值(远高于0V)。

等离子切割机常见故障的现象及原因故障现象故障原因被动割锯开关K3,无气流喷出1.割炬开关损坏或开关线断路             2.继电器J1不吸合                       3.电磁气阀(DF)阻塞切割机不能引弧1.工作几线或割炬内导线未接至工件         2.继电器J3不吸合或其常开触点接触不良3.高压变压器B4,B3击穿或损坏4.主回路整流元件D1～D6击穿5.放电器间隙偏小6.高压电容C12开路切割厚工件困难有断弧,机内噪音明显增大1.输入电源三相未接好,缺相大2.输入电网电压偏低3.交流接触器KM触点损坏 4.导电嘴使用过久,喷孔偏大LGK8-40、63、100空气等离子弧切割机使用说明书技术 2011-02-22 18:50:24 阅读4 评论0   字号：大中小 订阅   　LGK8-40、63、100空气等离子弧切割机使用说明书    ※为了避免重大人身事故，请遵守以下事项：    ●安装、使用切割机前，请认真阅读本说明书，并遵守切割机上的警示符和警告语内容    ●请经过专业培训并取得专业资格的人员进行切割机的安装、操作和维修保养    ●使用心脏起搏器的人员，未经专业医护人员同意，不得从事切割作业及靠近使用中的切割机，因为切割机通电时产生的磁场会对起搏器的工作产生不良的影响。

    ●非有关人员不得进入切割工作现场    ●不允许将本切割机作切割以外的工作    ※为了避免触电危险，请遵守以下事项：    ★一旦接触带电部位可能会引起致命的电击和电灼伤    ●请不要碰触任何带电部位    ●开始切割工作前，应认真检查电源输入线和切割电缆绝缘是否良好，接线是否正确、牢固可靠， 配电箱及电源线容量是否满足需求    ●切割机在拆卸外壳及其他防护装置的情况下不得用于切割作业     ●操作人员必须穿戴切割作业的安全防护用品    ●切割作业完毕或暂时离开切割现场时，应切断切割机所有的输入电源    ●切割机的定期维护保养应由专业人员进行    ●使用中如出现故障应及时停机检查，待故障排除后方可继续使用   ☆为了避免切割弧光、飞溅、熔渣、烟尘及有害性气体的危害，请使用规定的防护用具    ▲弧光会引起眼部发炎或皮肤灼伤    ▲飞溅、熔渣会灼伤眼睛、烧伤皮肤    ▲切割产生的烟尘和气体会危及身体健康    ▲在狭窄场所切割作业，如果缺氧会导致窒息    ▲在进行切割作业或观察、监督切割作业时，请使用合格的防护面罩或佩戴防护眼镜    ▲在切割场所周围设置隔离屏障，防止弧光及飞溅伤及他人。

    ▲佩戴口罩，注意切割场所的通风排气，防止气体中毒和窒息事故的发生尤其在切割具有镀层或涂层的材料时，会产生有害的烟尘和气体，更要注意防护    ▲在狭窄场所切割时，还要安排检查人员定时检查作业区内及人员情况是否正常    ☆为了防止火灾、爆炸、爆裂等事故发生，请遵守以下规定：    ▲切割时的飞溅物、熔渣、热工件接触可燃物后会引起火灾    ▲供电回路、切割回路的各连接处应保证接触良好，否则，工作时会引起局部过热    ▲在未采取确实有效的防范措施之前，禁止在盛有可燃性物质或密封的容器上切割，否则会引起爆炸或爆裂    ●切割场所不得放有易燃、易爆的物品或可燃物    ●各电缆连接处必须接线可靠、绝缘良好    ●当对装有可燃性物质或密封容器（如管道、箱、槽等）进行切割时，必须请有关专家制定确实有效的防范措施后才能进行    ●在切割现场应配备必要的消防器材，以防万一   ☆接触旋转部位会引起受伤，请遵守以下规定：    ◆请不要在拆卸外壳或其它防护装置的情况下使用切割机    ◆不要将手指、衣服、头发等靠近切割机的旋转部位（如冷却风机），以防引起受伤    ☆为防止切割机的绝缘性能受到破坏而引起火灾，请遵守以下规定：    ◎切割机的安放地点应保证切割时的飞溅物或其它作业时产生的金属粉末、金属屑粒不能进入切割机内部，如发现已进入，务必全部切断电源后，拆卸下外壳，用压缩空气吹净或其它方法清除。

    ◎粉尘堆积后会引起绝缘性能下降，甚至会引起切割机内部短路而影响正常使用，请根据实际使用情况，定期派专业人员进行维护保养   切割机的安装场所：    当工作场地比较潮湿，以及在铁板、铁架上操作时，请安装漏电保护器    本切割机不需专门的固定安装，但应安置在干燥通风处在移动时应轻搬轻放，并远离高温、潮湿、腐蚀性有毒有害气体、金属粉尘等    切割机的电源与配电箱：    用户应具有切割机容量相应的配电箱，并应安装自动空气开关或其它开关，地线要连接牢固、可靠    ☆为避免触电、烧伤等人身事故，应遵守以下事项：    ●电气连接的操作，必须在关闭配电箱开关、确保安全的条件下由专业人员进行    ●请勿湿手触摸    ☆为防止因电缆过热而引发的火灾和机器烧损及电弧不稳：    ●请不要往电缆上放重物及与切割部分接触    ●请把电缆的连接部位压接可靠使用方法：   操作前的检查和准备    ◆安全保护用具：    1.为了保护眼睛和皮肤的裸露部位，应戴皮手套，穿安全靴    2.准备好带遮光滤光片的保护面具    3.采取换气措施，避免吸入切割时产生的有毒气体（CO、臭氧、氧化氮等）。

    ◆连接完毕的确认    1.额定负载持续率60%，是指10分钟内，6分钟工作在额定切割电流，另4分钟不工作    2.如果超过额定负载持续率使用时，温度的上升会超过切割机的最高允许温度，引起切割机性能下降或损坏    ☆为正确安全使用切割机，请注意下列事项：　　　　●请确认本机主铭牌上的额定规格后再用，避免不合理使用    ● 避免过载使用：　　　　严重的过载会烧损机器，即使未烧损也会缩短焊机的使用寿命　　　　●切割机端子与电缆的连接应牢固，连接不好会引起局部发热，使端子、电缆烧损，应充分注意　　　　●使用时应注意经常检查切割电缆接头的情况，使其保证可靠连接　　　　●输出电缆过长，会增加电力损耗，导致电流下降，从而影响正常切割　　　　●根据切割电流和实际操作选择合适的遮光滤光片    ☆除尘或检修时必须事先切断切割机电源，不得随意乱动机内接线和碰伤元器件   ※切割机的使用条件    ●工作场所海拔不超过1000米；    ●使用环境温度介于－10度和40度之间；运输和贮存温度介于-25度和55度之间；    ●供电电压波形应为实际的正弦波，频率波动不超过其额定值的±2%；    ●供电电压的波动不超过其额定值的±10%；    ●三相供电电压的不平衡率不大于5%；    ●空气中不能含有酸、碱等腐蚀性气体和有毒、有害气体或粉尘（因切割产生的气体和粉尘除外；）    ●不允许在近海岸线地区含盐的空气中进行工作；    ●工作场所风力低于2m/s；    ●不适合在雨中使用和作业。

    ※结构原理和特点    概述    等离子弧切割是一种新型的材料切割工艺方法，它以高温高速的等离子弧为热源来加热和熔化被切割材料，当电弧的弧柱和高速气流通过割炬喷嘴小孔时，使电弧受到压缩，热能集中程度提高，将被切割材料局部熔化，并同时用高速气流将熔化的材料吹走，而形成狭窄切口    我公司生产的LGK8系列空气等离子切割机（以下简称切割机）是严格按照国家标准JB/T7438-94《空气等离子弧切割机》的要求设计生产的仅用压缩空气和三相电源，无需昂贵的气体就能对不锈钢、碳钢、合金钢、铝、铜、镍、钛等各种金属材料进行切割作业，具有切割速度快、切口窄、变形小、节省材料、生产成本低廉等特。