6、金属加工工艺优化：等离子弧切割与WEDM的研究与实践

金属加工工艺优化：等离子弧切割与WEDM的研究与实践

在金属加工领域，等离子弧切割和线切割电火花加工（WEDM）是两种重要的加工工艺。本文将深入探讨这两种工艺的参数优化、实验研究以及相关方法的应用。

等离子弧切割的研究与结论

在等离子弧切割中，切割速度对表面粗糙度（Ra）有显著影响。在图10d中可以看到，当切割速度增加时，Ra值也会发生变化。在切割速度达到1400mm/s之前，Ra值随切割速度的增加而降低；但超过1400mm/s后，切割速度的增加会导致Ra值上升。此外，在较高的切割速度下，切割表面会出现热影响区，这在切割表面上很难进行精确估计。

通过研究，得出以下重要结论：
- 参数优化 ：采用田口法和灰色关联分析（GRA）相结合的方法，有效地确定了Inconel - 718等离子切割的最佳参数组合。最佳参数为切割速度1400mm/s、割嘴到工件距离（SOD）0.3mm、切割电流105A、电压155V。此时，最大材料去除率（MRR）为5.4g/s，最小Ra值为13.55μm，且MRR和Ra值呈反比关系。
- 参数影响分析 ：方差分析（ANOVA）表明，对MRR影响显著的参数包括速度、SOD、电流以及SOD和电流的交互作用；对表面粗糙度（SR）影响显著的参数有速度、SOD、电流以及电流、速度和SOD的交互作用。
- 模型准确性验证 ：实际的MRR值为4.288g/s，表面粗糙度实际值为21.2928μm。通过回归方程得到的MRR预测值为3.633，SR预测值为1.1968。MRR的最小误差为0.66%，SR的误差为1.1968%，这表明实验