一、切割和坡口加工設(shè)備

切割和坡口加工是鈦制容器制造的首道工序。

（一）切割設(shè)備

切割設(shè)備包括：氣割、等離子、水切割、剪切、線切割、激光切割等設(shè)備。在多種切割方法中，由于切割效率、設(shè)備成本等多種因素，數(shù)控火焰和等離子切割占有絕大多數(shù)的比重。這兩種切割工藝方式，往往采用同一套數(shù)控切割設(shè)備，成為數(shù)控火焰與等離子兩用切割機(jī)。通常所說(shuō)的數(shù)控切割機(jī)，不做特定說(shuō)明時(shí)，也往往指的是數(shù)控火焰或等離子切割機(jī)。根據(jù)切割所用的切割能源和工藝方法的不同，數(shù)控切割可分為數(shù)控火焰切割、數(shù)控等離子切割、數(shù)控激光切割、數(shù)控線切割等幾種。

線切割，亦稱(chēng)為電火花加工。是用金屬線作為負(fù)電極，對(duì)導(dǎo)電或半導(dǎo)電材料的工件依電火花放電作用，使工件不斷地被電蝕。金屬絲不斷地上下移動(dòng)，工件在數(shù)控系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下，進(jìn)行相對(duì)金屬絲的移動(dòng)，從而完成工件的尺寸加工。線切割一般切割速度為30~50mm/s，速度很慢，但其加工精度和表面粗糙度很小，屬于精加工范疇。廣泛用于磨具等零件的加工。

激光切割，激光切割是利用高能量的激光束作為“切割刀具”對(duì)材料進(jìn)行熱切割的加工方法?？蓪?shí)現(xiàn)對(duì)金屬、非金屬板材等的切割。激光切割按激光的種類(lèi)，又可分為氣體激光割和固體激光切割。激光切割加工速度快，加工精度較高。激光切割的厚度，由激光發(fā)生器的功率來(lái)決定。大功率的激光發(fā)生器，目前都依賴(lài)進(jìn)口，價(jià)格很高，從而數(shù)控激光切割機(jī)的

價(jià)格也很昂貴。

高壓水射流切割，是將水增壓至超高壓（100~400MPa）后，經(jīng)節(jié)流小孔(φ0.15~0.4mm)射出，借助高速高密集度水射流（或再加人磨料）的沖擊作用進(jìn)行切割。利用高壓水射流，可以切割各種金屬與非金屬材料。

1.氣割設(shè)備

（1）焊割炬及焊割嘴

焊割炬及焊割嘴在鈦設(shè)備制造中廣泛使用，不受場(chǎng)地、位置的限制。包括焊割安全保護(hù)用品、專(zhuān)用器具及附件、環(huán)保防護(hù)產(chǎn)品。缺點(diǎn)是切割后有氧化區(qū)，需要另外的加工去除，且不環(huán)保。

（2）等離子切割機(jī)

等離子是一種由氣體的部分分子和原子被分離而產(chǎn)生的電離子，因此其具有極強(qiáng)的導(dǎo)電性。在等離子割炬中，這種等離子氣體被高溫加熱，然后通過(guò)噴嘴高速?lài)姵觥Ｓ捎诟邿崃烤奂?，所有?dǎo)電材料都將會(huì)融化，同時(shí)由于電弧的高速運(yùn)轉(zhuǎn)和壓力，融化的材料被吹開(kāi)從而在材料表面形成一個(gè)非常狹窄的切縫。等離子弧通過(guò)等離子割炬中安裝的電極進(jìn)行傳遞，與等離子電源的負(fù)極相連接，從而連接到工件。等離子切割是對(duì)導(dǎo)電材料進(jìn)行切割的技術(shù)，配合不同的工作氣體可以切割不同的金屬材料，如不銹鋼、鋁、鈦、銅等。其適用于垂直切割，

剖面切割，模板切割和斜面切割。

等離子切割具有切割質(zhì)量較好及熱變形小等優(yōu)點(diǎn)，特別是在有色金屬和薄板切割方面，優(yōu)勢(shì)更為明顯。采用精細(xì)等離子切割技術(shù)，切割表面質(zhì)量已達(dá)到了激光切割質(zhì)量的下限。近年來(lái)，國(guó)產(chǎn)等離子切割電源的發(fā)展速度比較快。晶閘管逆變電源正逐步替代了原來(lái)的電抗式等離子電源，產(chǎn)品規(guī)格比較齊全，特別是大功率等離子電源，有了很大的突破。

1. GDP660 型數(shù)控等離子火焰切割機(jī)

該設(shè)備采用旋轉(zhuǎn)壓縮氣體保護(hù)等離子弧與外界環(huán)境隔離。等離子割炬的噴嘴通過(guò)旋轉(zhuǎn)氣帽及周?chē)男D(zhuǎn)氣體而得到了有效地保護(hù)，避免各種衍生物質(zhì)的影響，特別是通過(guò)穿孔開(kāi)始切割后，旋轉(zhuǎn)氣體的流量和成分最佳化可以有效針對(duì)不同材質(zhì)獲得最好的切割效果。

3.水切割

水切割的特點(diǎn)：①無(wú)切割材料及厚度限制；②無(wú)切割方向的限制；③水刀在工件上所產(chǎn)生的側(cè)向力極??；④不會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)及變形；⑤不會(huì)產(chǎn)生具有毒性的氣體；⑥可加工各種厚度的各種材料，無(wú)需更換加工設(shè)備；⑦可完成各種異形加工；⑧可降低設(shè)定時(shí)間及節(jié)省使用夾制具成本；⑨不需二次加工，可節(jié)省時(shí)間及制造成本；⑩符合環(huán)保要求，可提供良好作環(huán)境。

FCM2515型數(shù)控水切割機(jī)：X向切割行程2500mm，Y型切割行程1500mm，切割最大壓力413.79MPa（60000psi）。

4.剪板機(jī)

剪板機(jī)是采用機(jī)械傳動(dòng)或液壓傳動(dòng)的鍛壓設(shè)備。通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)把電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和能量傳給工作機(jī)構(gòu)刀片，從而剪斷板料。剪板機(jī)一般由下面幾部分組成：

① 工作機(jī)構(gòu) 由曲軸、連桿、壓料塊和刀片等零件組成；

②傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 包括齒輪傳動(dòng)，帶傳動(dòng)等；

③操作系統(tǒng) 如離合器和制動(dòng)器；

④能源系統(tǒng) 如電動(dòng)機(jī)和飛輪；

⑤支承部分 如機(jī)身、工作臺(tái)；

⑥輔助系統(tǒng)與附屬裝置如潤(rùn)滑系統(tǒng);保護(hù)裝置等。

為了減小剪切力，當(dāng)板料寬、薄時(shí)，一般將刀片做成斜度為2°斜刀片；當(dāng)板料窄而厚時(shí)，則用平刀剪切。壓力容器行業(yè)選用的剪板機(jī)一般要求最大剪切厚度在20mm，板料抗拉強(qiáng)度為490MPa，板料最大寬度在3000mm以下。

5.線切割

線切割設(shè)備中，低速走絲機(jī)電極絲以銅線作為工具電極，一般以低于0.2m/s的速度作單向運(yùn)動(dòng)，在銅線與銅、鋼或超硬合金等被加工物材料之間施加60~300V的脈沖電壓，并保持5~50μm間隙，間隙中充滿去離子水（接近蒸餾水）等絕緣介質(zhì)，使電極與被加工之間發(fā)生火花放電，并彼此被消耗、腐蝕，在工件表面上電蝕出無(wú)數(shù)的小坑，通過(guò)NC控制的監(jiān)測(cè)和管控，伺服機(jī)構(gòu)執(zhí)行，使這種放電現(xiàn)象均勻一致，使被加工物成為合乎要求的尺寸大小及形狀精度的產(chǎn)品。目前精度可達(dá)0.001mm級(jí)，表面質(zhì)量也接近磨削水平。工作平穩(wěn)、均勻、抖動(dòng)小、加工精度高、表面質(zhì)量好，但不宜加工大厚度工件。由于機(jī)床結(jié)樹(shù)密，技術(shù)含量高，機(jī)床價(jià)格高，因此使用成本也高。

立式自旋轉(zhuǎn)電火花線切割機(jī)。其特點(diǎn)與傳統(tǒng)的高速走絲和低速走絲電火花線切割加工均有不同，首先是電極絲的運(yùn)動(dòng)方式比傳統(tǒng)兩種的電火花線切割加工多了一個(gè)電極絲的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；其次，電極絲走絲速度介于高速走絲和低速走絲之間，速度為1~2m/s。由于加工過(guò)程中電極絲增加了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了電極絲的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和低速走絲的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。在粗加工時(shí)采用8~12m/s高速走絲，精加工時(shí)采用1~3m/s低速走絲，這樣工作相對(duì)平穩(wěn)、抖動(dòng)小，并通過(guò)多次切割減少材料變形及鉬絲損耗帶來(lái)的誤差，使加工質(zhì)量也相對(duì)提高，加工質(zhì)量可介于高速走絲機(jī)與低速走絲機(jī)之間。

21世紀(jì)初，國(guó)內(nèi)有數(shù)家高速往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)生產(chǎn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)了在高速走絲機(jī)上的多次切割加工(該類(lèi)機(jī)床被俗稱(chēng)為“中走絲”)。多次切割是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)，它涉及機(jī)床的數(shù)控精度、脈沖電源、工藝數(shù)據(jù)庫(kù)、走絲系統(tǒng)、工作液及大量的工藝問(wèn)題，并不是簡(jiǎn)單地在高速走絲機(jī)上加上一套運(yùn)絲變頻調(diào)速系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)的，只有那些制造精度高，并在諸方面創(chuàng)造了多次切割條件的往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)才能進(jìn)行多次切割和無(wú)條紋切割，并獲得顯著的工藝效果。

(二) 坡口加工

板料邊緣的坡口加工可采用機(jī)械加工方式完成，也可采用切割完成。采用機(jī)械加工方法加工坡口的設(shè)備一般有刨邊機(jī)、銑邊機(jī)及便攜式板料坡口加工設(shè)備；氣割方式由于加工完的坡口材質(zhì)熱影響區(qū)較多，故在薄板或鈦材質(zhì)的板料坡口加工應(yīng)用較少。目前，坡口加工主要使用刨邊機(jī)和銑邊機(jī)進(jìn)行加工。

刨邊機(jī)是用刨刀加工金屬板邊緣以形成焊接所需的各種焊接坡口的機(jī)床，機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)為水平方向的往復(fù)式直線運(yùn)動(dòng)。鈦設(shè)備行業(yè)中使用的刨邊機(jī)，由于容器展開(kāi)長(zhǎng)所限，行程一般選用12000mm以內(nèi)，板料厚度200mm以內(nèi)。

銑邊機(jī) 銑邊機(jī)分為XB系列銑邊機(jī)、自行驅(qū)動(dòng)銑邊機(jī)?？赏瓿筛黝?lèi)低碳鋼板、不銹鋼板及鋁板在焊接前的坡口加工，斜邊、直邊、U形坡口能一次銑削成形，與刨邊機(jī)相比，具有價(jià)格低、能耗低、工效高、表面粗糙度好、操作及維修方便等優(yōu)點(diǎn)。銑邊機(jī)的特點(diǎn)：銑邊機(jī)作為刨邊機(jī)的替代產(chǎn)品，具有功效高、精度高、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，一般5~20mm 厚度，45°以下坡口，可以一次性成形。