三、我们的认识
本着现实与目标相结合的观点看问题,其实今后等离子弧切割要做点什么事已是很清楚的了。
等离子弧切割这种方法要达到的目标是“快速、高效、精细”这六个字。所谓“快速”,就是要在适当的材料厚度范围内,能以数倍于火焰切割的速度切割;所谓“高效”,是要材料变性和变形小,并且不需要二次加工;所谓“精细”,就是尺寸精度和表面质量达到激光切割的下限。
以上作为目标,国产等离子弧切割机相差还比较远。当前,我们最重要的事是:在普通切割要求下,尽快取代进口机;至于,精细切割,只要这步完成了,赶上去就容易了。
为了达到这一现实目标,我们还有不少事情要做:
1、割炬的研发
1)形成系列与相应的电源配套
中国割炬市场简直是世界各国割炬的“博览会”。但仿制的多,自主设计的少。整个行业对割炬缺乏共识,没有形成自己的品牌,这种局面,对等离子弧切割机行业是不利的。
电源部分30——1000A范围内,已基本配套,因此相应的割炬也应该形成系列。
2)自主研发新的割炬
国内等离子弧切割机的提高,“瓶项”是有自己的品牌系列割炬,为此,应该解决机理、材料和加工三方面问题。
等离子体物理和计算数学已为我们解决割炬内物理过程的计算提供了基础,国内也曾有人把问题解决到接近尾声了,但由于多方面的原因,最终未能在割炬设计中具体应用。
针对不同的切割要求,“切割弧”的能量分布,外形边界等要求是可以通过参数选择来调节的,要想真正设计出好的割炬,了解机理这一环是不可少的。
用于制造割炬的国产材料,其性能还达不到要求,如果全部采用进口材料,成本无法接受。所以办法只有二个,一是找代用;二是等好的国产材料出来。由于我国的合成材料工业正在加速发展,相信好材料不久就会有的。
加工精度的问题,首先要解决对割炬制造的认识,性能优越的割炬的关键部位是一种精密制造,所以设备和加工人员必须要与之相适应。因此,希望有实力的单位能够参与进来,加工问题是不难解决的。
3)延长消耗件寿命
从设计的角度看,消耗件寿命达到国外同类产品的水平,已不成问题,现在的问题是应该把公认的行之有效的延长寿命的方法引入到我们的使用中来,例如引弧气压和气体与切割气压分开,延迟熄弧,改良电极的传热机制等方法都行之有效,为了使用这些成熟的方法,就必须对整个切割机的过程控制作一些改进。
2、解决电源产品的可靠性
国产等离子弧切割机的电源实际上已在形成一个统一的格局,那就是200A以下,使用逆变电源,200A以上使用晶闸管整流电源;至于增强漏磁型变压器电源,无论从技术本身还是国家产业政策来考虑,都应该被后一代的电源所取代。国产逆变电源的质量正在迅速提高之中,随着电子器件的提高和非晶态材料的解决,高质量的逆变电源应该不会等太长时间了。
比IGBT更好的电子器件,正在快速发展之中,因此,还会发展出更好的电源,但在若干年之内,用逆变与晶闸管构成30——1000A全系列电源是大势所趋。
从现有的市场情况看,国产电源会很快赶上国际水平。
4、引入数控技术
随着切割行业的发展,等离子弧切割机的控制必须解决二个问题,一是能够充分发挥等离子弧切割的优越性;二是减少切割质量对操作人员的依赖性。不同的操作人员可以获得同样优良的切割效果。
为此,除了改进切割机某些性能之外,还应该由计算机对切割过程实施实时控制,使气流、弧流、弧压和速度这四个量随时都能自动调整。
这一问题,看上去复杂,其实最易解决。这是因为等离子弧切割的控制相对于焊接来说,要简单得多。而国内电焊控制,已发展到了一定的水平,只要借用这些控制显示技术,就足够等离子弧切割用了。
关键是要由有实力的企业来整合这些技术,这就要受到“利润”总量的制约了。
5、发展多种形式的切割,改善切割环境。
随着经济的发展,工作人员对切割环保的要求越来越高,因此,要求使用水下切割或水幕保护的单位有很大的增加。国产机已基本上可以适应这些切割形式,但设备配套还要提高。
6、精细切割
虽然目前国内等离子弧切割主要还是以普通切割为主,但随着加工业的发展,一定会有大的需求。
国内在这一领域的空白状态应该改变。现在的电源水平和割炬设计能力已可以解决精细切割的问题了。

四、总结
本文的目的是想说明国产等离子弧切割机生产的现状和我们对解决现有问题的认识,总的来讲,大致可以看出:
1、国产等离子弧切割机已可满足加工业对普通切割加工的要求。
由于国产机在用户中还没有建立起完全的信誉,因此,明确这一点对发展国产等离子弧切割机特别重要。
对于普通切割要求,不一定要花大钱去买进口机了!
2、国内机用等离子弧切割机的市场,基本上仍为进口机所占有。国产机已具备了与之竞争的基础。
3、国产等离子弧切割机要全面赶上进口机的水平,还有比较长的一段时间。国产机将在较长的时期内徘徊在普通切割领域。
经过二十多年的发展,国内等离子弧切割机的水平已经有了质的变化,但是由于这个行业总产值相对较小,从事生产的都是一些比较小型的企业,有的甚至是个体生产,有资金和技术实力的企业暂时不会感兴趣,而产品提高所要解决的问题却需要资金和技术,这是一对矛盾。但是,鉴于等离子弧切割对整个加工业的重要性,它最终必定会发展,到那时,资金和技术就会进入,其水平才能完全赶上去。