一、切割和坡口加工設備

切割和坡口加工是鈦制容器制造的首道工序。

（一）切割設備

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

線切割，亦稱為電火花加工。是用金屬線作為負電極，對導電或半導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，工件在數控系統的驅動下，進行相對金屬絲的移動，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”對材料進行熱切割的加工方法。可實現對金屬、非金屬板材等的切割。激光切割按激光的種類，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，由激光發生器的功率來決定。大功率的激光發生器，目前都依賴進口，價格很高，從而數控激光切割機的

價格也很昂貴。

高壓水射流切割，是將水增壓至超高壓（100~400MPa）后，經節流小孔(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.氣割設備

（1）焊割炬及焊割嘴

焊割炬及焊割嘴在鈦設備制造中廣泛使用，不受場地、位置的限制。包括焊割安全保護用品、專用器具及附件、環保防護產品。缺點是切割后有氧化區，需要另外的加工去除，且不環保。

（2）等離子切割機

等離子是一種由氣體的部分分子和原子被分離而產生的電離子，因此其具有極強的導電性。在等離子割炬中，這種等離子氣體被高溫加熱，然后通過噴嘴高速噴出。由于高熱量聚集，所有導電材料都將會融化，同時由于電弧的高速運轉和壓力，融化的材料被吹開從而在材料表面形成一個非常狹窄的切縫。等離子弧通過等離子割炬中安裝的電極進行傳遞，與等離子電源的負極相連接，從而連接到工件。等離子切割是對導電材料進行切割的技術，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量較好及熱變形小等優點，特別是在有色金屬和薄板切割方面，優勢更為明顯。采用精細等離子切割技術，切割表面質量已達到了激光切割質量的下限。近年來，國產等離子切割電源的發展速度比較快。晶閘管逆變電源正逐步替代了原來的電抗式等離子電源，產品規格比較齊全，特別是大功率等離子電源，有了很大的突破。

1. GDP660 型數控等離子火焰切割機

該設備采用旋轉壓縮氣體保護等離子弧與外界環境隔離。等離子割炬的噴嘴通過旋轉氣帽及周圍的旋轉氣體而得到了有效地保護，避免各種衍生物質的影響，特別是通過穿孔開始切割后，旋轉氣體的流量和成分最佳化可以有效針對不同材質獲得最好的切割效果。

3.水切割

水切割的特點：①無切割材料及厚度限制；②無切割方向的限制；③水刀在工件上所產生的側向力極小；④不會產生熱效應及變形；⑤不會產生具有毒性的氣體；⑥可加工各種厚度的各種材料，無需更換加工設備；⑦可完成各種異形加工；⑧可降低設定時間及節省使用夾制具成本；⑨不需二次加工，可節省時間及制造成本；⑩符合環保要求，可提供良好作環境。

FCM2515型數控水切割機：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

剪板機是采用機械傳動或液壓傳動的鍛壓設備。通過傳動系統把電動機旋轉運動和能量傳給工作機構刀片，從而剪斷板料。剪板機一般由下面幾部分組成：

① 工作機構 由曲軸、連桿、壓料塊和刀片等零件組成；

②傳動機構 包括齒輪傳動，帶傳動等；

③操作系統 如離合器和制動器；

④能源系統 如電動機和飛輪；

⑤支承部分 如機身、工作臺；

⑥輔助系統與附屬裝置如潤滑系統;保護裝置等。

為了減小剪切力，當板料寬、薄時，一般將刀片做成斜度為2°斜刀片；當板料窄而厚時，則用平刀剪切。壓力容器行業選用的剪板機一般要求最大剪切厚度在20mm，板料抗拉強度為490MPa，板料最大寬度在3000mm以下。

5.線切割

線切割設備中，低速走絲機電極絲以銅線作為工具電極，一般以低于0.2m/s的速度作單向運動，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，使電極與被加工之間發生火花放電，并彼此被消耗、腐蝕，在工件表面上電蝕出無數的小坑，通過NC控制的監測和管控，伺服機構執行，使這種放電現象均勻一致，使被加工物成為合乎要求的尺寸大小及形狀精度的產品。目前精度可達0.001mm級，表面質量也接近磨削水平。工作平穩、均勻、抖動小、加工精度高、表面質量好，但不宜加工大厚度工件。由于機床結樹密，技術含量高，機床價格高，因此使用成本也高。

立式自旋轉電火花線切割機。其特點與傳統的高速走絲和低速走絲電火花線切割加工均有不同，首先是電極絲的運動方式比傳統兩種的電火花線切割加工多了一個電極絲的回轉運動；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。由于加工過程中電極絲增加了旋轉運動，實現了電極絲的高速旋轉運動和低速走絲的復合運動。在粗加工時采用8~12m/s高速走絲，精加工時采用1~3m/s低速走絲，這樣工作相對平穩、抖動小，并通過多次切割減少材料變形及鉬絲損耗帶來的誤差，使加工質量也相對提高，加工質量可介于高速走絲機與低速走絲機之間。

21世紀初，國內有數家高速往復走絲電火花線切割機生產企業實現了在高速走絲機上的多次切割加工(該類機床被俗稱為“中走絲”)。多次切割是一項綜合性的技術，它涉及機床的數控精度、脈沖電源、工藝數據庫、走絲系統、工作液及大量的工藝問題，并不是簡單地在高速走絲機上加上一套運絲變頻調速系統即可實現的，只有那些制造精度高，并在諸方面創造了多次切割條件的往復走絲電火花線切割機才能進行多次切割和無條紋切割，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械加工方式完成，也可采用切割完成。采用機械加工方法加工坡口的設備一般有刨邊機、銑邊機及便攜式板料坡口加工設備；氣割方式由于加工完的坡口材質熱影響區較多，故在薄板或鈦材質的板料坡口加工應用較少。目前，坡口加工主要使用刨邊機和銑邊機進行加工。

刨邊機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床，機床的主運動為水平方向的往復式直線運動。鈦設備行業中使用的刨邊機，由于容器展開長所限，行程一般選用12000mm以內，板料厚度200mm以內。

銑邊機 銑邊機分為XB系列銑邊機、自行驅動銑邊機。可完成各類低碳鋼板、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，與刨邊機相比，具有價格低、能耗低、工效高、表面粗糙度好、操作及維修方便等優點。銑邊機的特點：銑邊機作為刨邊機的替代產品，具有功效高、精度高、能耗低等優點，一般5~20mm 厚度，45°以下坡口，可以一次性成形。