銅電極與銀電極的應(yīng)用研究

吳升勇

摘要：本文對(duì)銅電極和銀電極的應(yīng)用進(jìn)行了研究，通過(guò)做試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，比較銅電極與銀電極在數(shù)控等離子切割機(jī)中的使用情況，并對(duì)兩者的使用性能 作出評(píng)價(jià)。雖然單個(gè)銀電極的采購(gòu)成本比銅電極高出 23%～27%左右，但由于在同等的切割條件（人、機(jī)、料、法、環(huán)）下，銀電極的平均壽命是銅電極的

1.9 ～2.4 倍。與銅電極相比，使用銀電極切割零件不僅可以減少電極、噴嘴的需求數(shù)量，而且還可以大大地降低生產(chǎn)成本，對(duì)降成本具有重大意義。

關(guān)鍵詞：電極;使用性能;平均壽命

中圖分類號(hào)：TF845 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-9129（2017）09-052-02

Abstract： this paper studies the application of copper electrode and silver electrode， and compares the application of copper electrode and silver electrode in NC plasmacuttingmachine.Althoughthepurchasingcostofasinglesilverelectrodeisabout23%higherthanthatofacopperelectrode，duetothesamecuttingcon- ditions （man， machine， material， method， ring）， The average life of silver electrode is 1.9U 2.4 times longer than that of copper electrode. Compared with copper electrode，cuttingpartswithsilverelectrodecannotonlyreducethenumberofelectrodesandnozzles，butalsogreatlyreducetheproductioncost.Ofgreatsignif- icance.

Key words： electrode; performance; life expectancy

1 銅電極和銀電極使用情況對(duì)比試驗(yàn)

1.1 設(shè)備

使用普通的 HPR260 等離子切割機(jī)（上海金鳳）、精細(xì)等離子切割機(jī)

（梅塞爾）進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。在工藝試驗(yàn)中可根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)或設(shè)備情況，可進(jìn) 行單槍或雙槍數(shù)控切割零件。

1.2 電極及噴嘴

①銅電極及噴嘴（130A、260A）。

②銀電極（130A、260A），噴嘴可借用與銅電極相配套的噴嘴使用。

對(duì)比試驗(yàn)時(shí)，要求噴嘴與電極配套使用，渦流環(huán)、內(nèi)固定罩、保護(hù)帽、 外固定罩等易損件，損壞時(shí)可借用與銅電極相配套的易損件使用。

1.3 對(duì)比試驗(yàn)情況

1.3.1 電極按分組進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)

130A：分6個(gè)組，每組銅、銀電極各1個(gè)。260A：分4個(gè)組，每組銅、銀電極各 1 個(gè)。

1.3.2 電極使用范圍

130A電極用于切割8～12mm鋼板;260A電極用于切割14～32mm鋼板。

1.3.3 切割參數(shù)

各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，按照設(shè)備操作規(guī)程及崗位作業(yè)指導(dǎo)書，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行選擇，銀電極的弧壓一般比銅電極的弧壓高 5 伏。

1.3.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比及分析

①銅——銀130A電極對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)

選擇 6 組電極切割材料分別為 8/Q235B、8/Q345B 、10/ Q 345B、12/ Q

345B 的零件進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果如下：

130A 銅 電極 切割 長(zhǎng)度 平均值 ：（185.903 +274.462 +592.16 +

414.241+524.844+421.572）÷6=402.197 （米）

130A銅電極穿孔次數(shù)平均值：（135+420+600+487+715+645）÷

6=500 （次）

130A 銀電極切割長(zhǎng)度平均值：（342.734 +1065.368 +1835.161 +

742.066+1039.507+826.814）÷6=975.275 （米）

130A 銀電極穿孔次數(shù)平均值：（314 +1630 +1232 +1210 +1492 +

1234）÷6=1185 （次）

結(jié)論：130A銀電極切割長(zhǎng)度平均值是銅電極的2.4倍，130A銀電極穿孔次數(shù)平均值是銅電極的 2.4 倍。

②銅——銀260A電極對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)

選擇 4 組電極切割材料分別為 14/Q345B 、16/ Q 345B、18/ Q 345B、20/ Q 345B、22/ Q 345B、25/ Q 345B、28 / Q 345B、30/ Q 345B、32/ Q 345B 的零

件進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果如下：

260A 銅電極切割長(zhǎng)度平均值 ：（213.102 +439.869 +265.363 +

290.062）÷4=302.099 （米）

260A銅電極穿孔次數(shù)平均值：（227+388+288+328）÷4=308（次）

260A 銀電極切割長(zhǎng)度平均值 ：（457.606 +905.256 +569.945 +

654.137）÷4=646.736 （米）

260A銀電極穿孔次數(shù)平均值：（450+704+613+612）÷4=595（次）結(jié)論：260A 銀電極切割長(zhǎng)度平均值是銅電極的 2.1 倍，260A 銀電極

穿孔次數(shù)平均值是銅電極的 1.9 倍。以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總情況見(jiàn)表 1 表 1：

電極類型 130A 銅電極 130A 銀電極 260A 銅電極 260A 銀電極

衡量指標(biāo) 切割長(zhǎng)度

（平均值袁m） 切割長(zhǎng)度

（平均值袁次） 切割長(zhǎng)度

（平均值袁m） 切割長(zhǎng)度

（平均值袁次） 切割長(zhǎng)度

（平均值袁m） 切割長(zhǎng)度

（平均值袁次） 切割長(zhǎng)度

（平均值袁m） 切割長(zhǎng)度

（平均值袁次）

試驗(yàn)數(shù)據(jù) 402.197 500 975.275 1185 302.099 308 646.736 595

結(jié)論 1堯130A銀電極切割長(zhǎng)度平均值是銅電極的 2.4倍

2堯130A銀電極穿孔次數(shù)平均值是銅電極的 2.4倍 1堯260A銀電極切割長(zhǎng)度平均值是銅電極的 2.1倍

2堯260A銀電極穿孔次數(shù)平均值是銅電極的 1.9倍

2 對(duì)比結(jié)果

130A 銀電極的平均壽命是銅電極的 2.4 倍;260A 銀電極的平均壽命是銅電極的 1.9 倍。

3 成本分析

3.1 采購(gòu)成本對(duì)比

根據(jù)以上結(jié)論，在此對(duì)銅電極、銀電極的采購(gòu)成本進(jìn)行對(duì)比分析。需要說(shuō)明的是，電極與噴嘴是配套使用的，更換電極的同時(shí)也要更換噴嘴， 所以，噴嘴的成本也要考慮進(jìn)去。

3.1.1 130A：

銅電極：88.35元/個(gè)，噴嘴：112.1元/個(gè)，共200.45元;銀電極：109元/個(gè)，噴嘴：116元/個(gè)，共225元

根據(jù)上面的試驗(yàn)結(jié)果，從平均壽命來(lái)看：

130A 銀電極的平均壽命是銅電極的 2.4 倍，用 225 元采購(gòu) 1 副 130A 的銀電極、噴嘴切割零件，如果要達(dá)到同樣的切割效果，若使用銅電極、噴嘴，則需要花費(fèi) 200.45*2.4=481.08 元。

3.1.2 260A：

銅電極：90.25元/個(gè)，噴嘴：114元/個(gè)，共204.25元;銀電極：115元/個(gè)，噴嘴：118元/個(gè)，共233元

根據(jù)上面的試驗(yàn)結(jié)果，從平均壽命來(lái)看：

260A 銀電極的平均壽命是銅電極的 1.9 倍，用 233 元采購(gòu) 1 副 260A 的銀電極、噴嘴切割零件，如果要達(dá)到同樣的切割效果，若使用銅電極、噴嘴，則需要花費(fèi) 204.25*1.9=388.08 元。

3.2 節(jié)約成本對(duì)比

電極（噴嘴）的用量與數(shù)割產(chǎn)量有很大關(guān)系，假如使用銅電極時(shí)，130A、

260A 電極、噴嘴的需求量各為 1000 副，那么，如果使用銀電極，則只需要

130A的銀電極、噴嘴417副，260A的銀電極、噴嘴527副，這樣就能節(jié)約一大筆費(fèi)用，計(jì)算如下：

（1）銅電極的采購(gòu)：

采購(gòu)1000副130A銅電極、噴嘴的費(fèi)用：1000*88.35+1000*112.1=

200450 （元）

采購(gòu)1000副260A銅電極、噴嘴的費(fèi)用：1000*90.25+1000*114=

204250 （元）

以上兩項(xiàng)共：200450+204250=404700（元）

（2）銀電極的采購(gòu)：根據(jù)以上的使用壽命比較，要達(dá)到 1000 副銅電極的切割效果，采購(gòu)銀電極時(shí)，只需要130A的電極、噴嘴417副，260A的電極、噴嘴 527 副，費(fèi)用為：

采購(gòu)417副130A銀電極、噴嘴的費(fèi)用：417*109+417*116=93825（元）采購(gòu)527副260A銀電極、噴嘴的費(fèi)用：527*115+527*118=122791（元）以上兩項(xiàng)共：93825+122791=216616（元）

（3）節(jié)約費(fèi)用：404700-216616=188084（元）

由此可知，130A、260A的T電極（銅）、噴嘴的需求量各為1000副時(shí)：若使用 Y 電極（銀）、噴嘴，不僅可減少電極、噴嘴的需求量，并且可節(jié)約采購(gòu)成本 188084 元。

當(dāng) 130A、260A 的銅電極、噴嘴的需求量各為 2000 副、3000副…… 時(shí)，節(jié)約的采購(gòu)成本依此類推。

3.3 質(zhì)量對(duì)比

在銅電極、銀電極的對(duì)比試驗(yàn)中，使用銀電極切割，抽查切割零件，零件尺寸符合工藝要求，零件切割面質(zhì)量未見(jiàn)異常。即使用銅電極與使用銀 電極切割零件，切割面質(zhì)量未見(jiàn)差異。

3.4 使用效率對(duì)比

無(wú)論是130A還是260A，使用銀電極切割零件時(shí)，設(shè)置預(yù)流、設(shè)置切

斷流、割炬到工件距離、切割速度、切割高度、穿孔高度等參數(shù)的選擇，與 使用銅電極切割零件一樣，都是依據(jù)《數(shù)控切割機(jī)操作指導(dǎo)書》進(jìn)行選擇 的。所不同的是，使用銅電極切割時(shí)，由于銅電極壽命短，需要頻繁更換電 極（噴嘴）。而使用銀電極切割時(shí)，由于銀電極壽命較長(zhǎng)，不用頻繁更換電極（噴嘴）。

3.5 電極與噴嘴對(duì)比

在本次對(duì)比試驗(yàn)中，注意到一個(gè)細(xì)節(jié)，噴嘴的壽命比電極長(zhǎng)，一般情況下，不管是130A還是260A，銅電極損壞時(shí)，噴嘴還沒(méi)達(dá)到報(bào)廢極限;銀電極損壞時(shí)，噴嘴也接近報(bào)廢極限了。由于電極和噴嘴是配套使用、同時(shí)更換的，使用銅電極，對(duì)噴嘴來(lái)說(shuō)就是一個(gè)浪費(fèi)。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)銅電極與銀電極的應(yīng)用研究，可以得出以下結(jié)論：雖然銀電極價(jià)格比銅電極價(jià)格高出 23%～27%，但由于銀電極的平均壽命是銅電極的 1.9～2.4 倍，所以，使用銀電極比使用銅電極更能節(jié)約生產(chǎn)成本。

參考文獻(xiàn)：

[1]卜瑋晶.數(shù)控等離子切割技術(shù)的應(yīng)用與工藝研究.吉林：長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)

[2]孔德杰，張光先，喬立強(qiáng)，齊兆亮;數(shù)控等離子切割技術(shù)在我國(guó)的現(xiàn)狀 與發(fā)展[J];電焊機(jī);2005 年 01 期

[3]劉菊蘭.關(guān)于提高數(shù)控切割機(jī)數(shù)控切割質(zhì)量的探討[J].同煤科技，

2003 年 03 期.