在金屬加工應(yīng)用領(lǐng)域中,用戶(hù)經(jīng)常面臨如何選擇最適合的金屬切割工藝的問(wèn)題。實(shí)際上,現(xiàn)在主流的這幾種金屬切割工藝,在切割厚度,切割精度,冶金性能,生產(chǎn)效率等方面都各有特點(diǎn)。本文也不能窮盡以上所有特點(diǎn)細(xì)節(jié),只能做些概述總結(jié),希望能給您帶來(lái)更好的認(rèn)識(shí),便于您做出最好的選擇。
在我們討論每種工藝的技術(shù)和能力之前,我們必須先明確對(duì)于金屬加工行業(yè)的用戶(hù),哪些需求是最重要的:
設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用:以上幾種切割方式都需要配備不同的數(shù)控CNC,除塵設(shè)備,CAD/CAM軟件等。例如,相比水刀和火焰較慢的切割速度,激光在薄板上就要求更高的速度和精度。這些要求會(huì)直接導(dǎo)致設(shè)備成本的巨大差異。
單位零件或單位長(zhǎng)度的切割成本:這項(xiàng)成本包括氣體、噴嘴、電極、電和水等。某些情況下還分?jǐn)偭嗽O(shè)備購(gòu)置費(fèi)用和人工成本(例如上下料)。所以在進(jìn)行對(duì)比時(shí)一定要注意其范圍。相對(duì)于單位時(shí)間成本,單位零件或單位長(zhǎng)度成本涵蓋了切割速度和生產(chǎn)效率,更具有實(shí)際的參考價(jià)值。
易用性:這項(xiàng)需求主要在于軟件(特別是CAM)和CNC數(shù)控?,F(xiàn)在通過(guò)將專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗(yàn)內(nèi)置集成而縮短學(xué)習(xí)時(shí)間和減少對(duì)經(jīng)驗(yàn)的依賴(lài)。比如等離子切割領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者--海寶,它將海寶等離子的全套工藝參數(shù)直接內(nèi)置在海寶自己的套料軟件和CNC數(shù)控里,新用戶(hù)能快速掌握,保持了和專(zhuān)業(yè)老手一致的切割品質(zhì)和生產(chǎn)效率。這項(xiàng)需求雖然很難量化,但對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)絕對(duì)不容忽視。
生產(chǎn)率:也叫產(chǎn)能。切割速度往往是產(chǎn)能的決定因素。
切割件精度:對(duì)金屬制件精度的測(cè)量有很多方式。通常相對(duì)于內(nèi)孔,對(duì)外輪廓的公差要求更低。所以現(xiàn)在很多金屬切割供應(yīng)者都推出了切割質(zhì)量更高的內(nèi)孔工藝,例如海寶的集成螺栓孔切割工藝。另外,用戶(hù)通常在測(cè)量中只測(cè)量上表面,但實(shí)際上因?yàn)榍懈钚倍鹊挠绊?,底面的尺寸?huì)有很大的差異。本文為簡(jiǎn)單起見(jiàn),建議使用針對(duì)于上表面測(cè)量的正負(fù)公差值,再考慮每種工藝的切割斜度。
邊緣質(zhì)量、冶金性能:上面的所有工藝對(duì)金屬切削性、成型性能和焊接性都有不同的影響。
維護(hù)要求:長(zhǎng)期的使用成本里需要考慮這些不同工藝的維護(hù)保養(yǎng)以及維護(hù)的難易。
下面是對(duì)這些不同工藝的簡(jiǎn)要說(shuō)明,包括火焰切割,精細(xì)等離子,3千瓦的光纖激光和水刀。為了對(duì)比,我會(huì)采用完整系統(tǒng)的設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用,包括5’x 10’(約1.5 x 3米)切割區(qū)域,一臺(tái)工業(yè)數(shù)控機(jī)床(既不是入門(mén)級(jí)也不是最高配置),CAD/CAM軟件。
1、火焰切割
數(shù)控火焰切割機(jī)切割工藝是我們這里討論的所有切割技術(shù)中最簡(jiǎn)單的。其原理是先用可燃?xì)怏w加熱鋼鐵到“燃點(diǎn)”溫度(大約是1800F),一旦通過(guò)預(yù)熱達(dá)到這個(gè)溫度,再?lài)娚浼冄跖c熾熱的鋼鐵產(chǎn)生放熱反應(yīng),迅速侵蝕掉鋼鐵?;鹧嬷荒芮刑间?,多用在1/4”(約6.35mm)到 6”(約150mm)的厚度。切割速度在超過(guò)2”(約50mm)厚度時(shí)比其他工藝快。在一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上同時(shí)安裝多把火焰割炬很容易,而且便宜,這樣能使產(chǎn)能翻倍。
5’x 10’火焰切割床成本:8--18萬(wàn)人民幣 (速度低的相對(duì)簡(jiǎn)單型機(jī)床)
單位零件或單位長(zhǎng)度的切割成本:用氣相當(dāng)多,切割速度慢。鋼板厚度越厚,相對(duì)于等離子,其切割成本越有優(yōu)勢(shì)。通常每英尺切割成本比等離子高,超過(guò)2” (約50mm)厚度時(shí),成本相對(duì)較低。
易用性:火焰數(shù)控切割床要求操作員很有經(jīng)驗(yàn),才能達(dá)到最快的切割速度和最好的切割質(zhì)量。通常還需要一直監(jiān)視切割的過(guò)程。
生產(chǎn)率:火焰切割由于預(yù)熱時(shí)間長(zhǎng),切割速度慢,所以生產(chǎn)效率很低。
切割件精度:好的操作工在最合適的速度、高度、氣體、噴嘴情況下,切割件尺寸公差大概是正負(fù)0. 030”(約0.76mm),斜度小于1度。
邊緣質(zhì)量、冶金性能:火焰切割的熱影響區(qū)很大。斷面粗糙并且有掛渣。
維護(hù)要求:火焰切割床的維護(hù)比較簡(jiǎn)單,用戶(hù)自己就能掌握。
2、精細(xì)等離子
精細(xì)等離子是利用高溫的電離氣體產(chǎn)生高能量密度的切割電弧,所以能切割所有導(dǎo)電材料。最新的技術(shù)對(duì)操作者沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的要求。精細(xì)等離子最適合切割26 gauge(約0.45mm) 到2”(約50mm)厚的碳鋼,以及6?”(約160mm)厚度內(nèi)的不銹鋼和鋁。
5’ x 10’數(shù)控等離子切割機(jī)機(jī)床成本:40--60萬(wàn)人民幣(速度更快,配備調(diào)高和除塵)
單位零件或單位長(zhǎng)度的切割成本:在0.25”(約6.35mm) 到2”(約50mm)厚的碳鋼上,等離子的切割成本相對(duì)于其他工藝是最低的。
易用性:配備最新的數(shù)控和軟件后,等離子非常易學(xué)易用。由于專(zhuān)業(yè)的工藝參數(shù)都已經(jīng)內(nèi)置在套料軟件里,所以對(duì)操作者沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)要求。
生產(chǎn)率:厚度大于0.25”(約6.35mm)時(shí),切割速度快于激光。厚度小于2”(約50mm)時(shí),切割速度快于火焰。等離子是所有切割工藝中速度最快、效率最高的。
切割件精度:碳鋼切割件尺寸公差大概是正負(fù)0. 015” (約0.38mm) 到0.020”(約0.5mm)。對(duì)于厚度小于3/8” (約9.5mm)的薄板,斜度在2-3度。對(duì)于厚度大于1/2”(約12.7mm)的厚板,斜度在1度以?xún)?nèi)。
邊緣質(zhì)量、冶金性能:熱影響區(qū)很小,通常小于0.010” (約0.25mm)。斷面可焊性好,光潔無(wú)掛渣。
維護(hù)要求:維護(hù)比較簡(jiǎn)單,用戶(hù)自己就能掌握,或只需廠商電話(huà)支持。
3、光纖激光
光纖激光是目前最新的激光技術(shù)。其使用的固態(tài)激光發(fā)生器比傳統(tǒng)的Co2激光要更高效,而且光纖激光的波長(zhǎng)適合在細(xì)軟的光纖中傳導(dǎo),比起只能用鏡面反射傳導(dǎo)的CO2激光要具柔性,更易維護(hù)。高能的激光通過(guò)聚焦,熔化被切割材料,輔助氣體(切碳鋼時(shí)通常使用氧氣)吹掉熔融的金屬。一臺(tái)3千瓦的光纖激光在切割能力和速度上相當(dāng)于4到5千瓦的CO2激光。其切割能力一般能達(dá)到3/4”(約19mm)厚的碳鋼。
5’x 10’光纖激光切割床成本:200--300萬(wàn)人民幣(激光切割床要求運(yùn)動(dòng)精度更高,且需要遮光防護(hù))
單位零件或單位長(zhǎng)度的切割成本:厚度小于1/4”(約6.35mm)時(shí),激光切割成本最具優(yōu)勢(shì)。隨著厚度的增加,切割速度顯著降低,雖然切割質(zhì)量和精度很好,但切割成本卻高于等離子。
易用性:與最新的等離子系統(tǒng)類(lèi)似,配備最新的數(shù)控和軟件后,激光切割床也一樣易學(xué)易用,因?yàn)樗械脑O(shè)置都是自動(dòng)的。
生產(chǎn)率:在薄板上生產(chǎn)效率最高,厚度增到1/4”(約6.35mm)時(shí),與等離子持平。
切割件精度:最好的光纖激光切割件尺寸公差大概是正負(fù)0. 01” (約0.25mm)內(nèi)。優(yōu)于等離子,可與水刀媲美。斜度在1度以?xún)?nèi)。
邊緣質(zhì)量、冶金性能:熱影響區(qū)比等離子略小。
維護(hù)要求:相比之前的CO2激光,光纖激光的維護(hù)難度大幅降低,在廠商電話(huà)支持下,用戶(hù)一般可以掌握。
4、水刀
水刀技術(shù)已有數(shù)十年的歷史,從蛋糕到花崗巖材質(zhì)上都有廣泛的應(yīng)用。軟的材料能用純水切割,高壓水流(40,000 到 60,000 psi)由噴嘴壓縮,增加流速和能量密度。也可以在水流中加砂,砂的作用就類(lèi)似于鋸的齒,在水流的推動(dòng)下進(jìn)行切割。當(dāng)前最先進(jìn)的水刀泵能達(dá)到100,000 psi的高壓水。更高的壓力意味著更快的切割速度,當(dāng)然停機(jī)維護(hù)時(shí)間也會(huì)增加,因?yàn)楸玫拿芊庑枰ㄆ诟鼡Q。相對(duì)于其他切割工藝,水刀最大的兩個(gè)優(yōu)勢(shì)在于沒(méi)有熱影響區(qū)和能切幾乎任何材質(zhì)。另外水刀的切割精度很好。但水刀最大的劣勢(shì)在于其切割速度很慢。
5’x 10’水刀切割床成本:50--90萬(wàn)人民幣(由于速度慢,所以運(yùn)動(dòng)性能要求低,比激光床便宜,比等離子床略貴)
單位零件或單位長(zhǎng)度的切割成本:由于水刀切割速度太慢,所以單位零件的切割成本相比于其他工藝是最高的。
易用性:與最新的等離子系統(tǒng)類(lèi)似,配備最新的數(shù)控和軟件后,水刀切割床也一樣易學(xué)易用。對(duì)操作者的經(jīng)驗(yàn)要求很低。
生產(chǎn)率:在碳鋼和不銹鋼上很慢,切鋁會(huì)快點(diǎn)。
切割件精度:水刀的精度是所有切割工藝中最好的,切割件尺寸公差大概是正負(fù)0. 005” (約0.13mm)內(nèi)。斜度在1度以?xún)?nèi)。
邊緣質(zhì)量、冶金性能:對(duì)被切割的材料冶金性能沒(méi)有影響。斷面光滑,切割質(zhì)量與砂礫和切割速度有關(guān)(越慢越光滑)。
維護(hù)要求:維護(hù)比較簡(jiǎn)單,用戶(hù)自己就能掌握。
遠(yuǎn)遠(yuǎn)的看上去,五種工藝的切割樣件都差不。但近看,觀眾就能發(fā)現(xiàn)空氣等離子的樣件有明顯斜度,特別是小孔。氧氣等離子的切割斜度減小,精細(xì)等離子幾乎看不出來(lái)斜度。
誠(chéng)然,只在1/2”(約12.7mm)的碳鋼上做對(duì)比是不公平的,在這個(gè)厚度范圍,精細(xì)等離子無(wú)疑是最好的選擇。
但如果我們切1/8” (約3mm)的鋁,相信水刀和激光會(huì)更高效、精度更高。
如果尺寸要求放寬,價(jià)格低廉的空氣等離子應(yīng)該是最好的選擇。
所以,先明確自己的需求和實(shí)際應(yīng)用,綜合考慮本文所述的各種工藝特點(diǎn),相信您一定能選擇最適合的金屬切割工藝和設(shè)備。
武漢華宇誠(chéng)數(shù)控科技有限公司是一家專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)數(shù)控火焰切割機(jī),數(shù)控等離子切割機(jī),數(shù)控多頭直條切割機(jī),數(shù)控火焰等離子兩用切割機(jī),龍門(mén)式數(shù)控切割機(jī)、龍門(mén)數(shù)控火焰切割機(jī)、龍門(mén)數(shù)控等離子切割機(jī)、便攜式數(shù)控切割機(jī)、風(fēng)管等離子切割機(jī)、工業(yè)臺(tái)式數(shù)控切割機(jī)公司經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn),成功研制出了通風(fēng)管道專(zhuān)用數(shù)控等離子切割機(jī),配合專(zhuān)用的風(fēng)管切割軟件,自動(dòng)生成圖紙、導(dǎo)出加工程序。更加適應(yīng)風(fēng)管展開(kāi)切割需求,功能更適應(yīng)風(fēng)管展開(kāi)切割、操作更加便捷、成本進(jìn)一步降低,讓利于客戶(hù)。操作人員所需要做的就是在軟件中選擇所需要的風(fēng)管樣式,輸入所需要的尺寸,然后調(diào)出加工程序進(jìn)行切割就可以了。既方便快捷、又精確實(shí)用,經(jīng)過(guò)多年不懈的努力,華宇誠(chéng)數(shù)控產(chǎn)品已遠(yuǎn)銷(xiāo)于國(guó)內(nèi)外,專(zhuān)注服務(wù)于有焊接切割設(shè)備需求的企業(yè)和個(gè)人,專(zhuān)業(yè)為用戶(hù)量身訂制數(shù)控切割專(zhuān)機(jī)精品。在數(shù)控切割機(jī)出口方面與亞非歐美等多國(guó)貿(mào)易伙伴建立有良好合作關(guān)系,促進(jìn)國(guó)外切割機(jī)市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)與銷(xiāo)售!征路漫漫,本著“點(diǎn)滴是大, 誠(chéng)信為本”的企業(yè)精神,以“領(lǐng)先的技術(shù)、過(guò)硬的品質(zhì)、合理的價(jià)格”為發(fā)展宗旨,通過(guò)規(guī)范發(fā)展以“強(qiáng)化客戶(hù)服務(wù)”為奮斗目標(biāo),進(jìn)一步增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力和持續(xù)發(fā)展的能力,為打造數(shù)控高品質(zhì)切割設(shè)備而不懈追求。
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