基于响应面法的等离子气刨切管工艺优化及试验

基于等离子切割质量评价标准的切口宽度,引入切割深度,提出了切口深宽比作为等离子气刨的质量评价参数.以喷嘴孔径、割炬夹角、电流强度以及气刨速度为设计变量,深宽比为目标响应值,利用响应面法进行了 Q345B钢板的切割试验,建立了切割工艺参数对切口深宽比的数学优化模型,分析了气刨参数对切口深宽比的影响,得到了优化的切割参数,并进行了管材的等离子气刨试验验证.结果表明:切割20 mm厚Q345B钢板时,将等离子气刨的工艺参数调整为喷嘴孔径4.0 mm,割炬夹角44.0°,电流强度190 A,气刨速度735 mm/min,切口深宽比为84.80％,切割效率和切割质量最佳.等离子气刨切管相比碳弧气刨切管表面无需二次加工,切割效率提高了 64.24％,为地下通道新管幕法的快速高效切管作业提供了一种新的技术途径.