光纤激光切割与几种金属切割工艺的比较分析

在金属加工应用领域，用户经常面临如何选择最合适的金属切割工艺的问题。实际上，当前主流的金属切削工艺在切削厚度，切削精度，冶金性能和生产效率方面都有自己的特点。本文无法涵盖上述所有功能和细节，而只能做一些概述和总结，以期带给您更好的理解。在讨论每个过程的技术和功能之前，我们必须首先弄清哪些需求对于金属加工行业的用户最重要：设备购置成本：以上几种切割方法需要配备不同的CNC除尘设备， CAD / CAM软件等。例如，与水射流和火焰的切割速度相比，激光在薄板上需要更高的速度和精度。这些要求将直接导致设备成本的巨大差异。每单位零件或单位长度的切割成本：该成本包括气体，喷嘴，电极，电和水。在某些情况下，设备购买成本和人工成本（例如装卸）也要分摊。因此，进行比较时请务必注意其范围。与单位时间的成本相比，单位零件或单位长度的成本涵盖了切割速度和生产效率，具有更实用的参考价值。易用性：此要求主要存在于软件（尤其是CAM）和CNC数控系统中。现在通过整合专业经验来缩短学习时间并减少对经验的依赖。例如，激光切割机领域的领导者高能公司将高能激光器的全套工艺参数直接嵌入高能公司自己的排料软件和CNC数控系统中。新用户可以快速掌握它，并与专业退伍军人保持切割质量和一致性。生产率。尽管这种需求很难量化，但在实际生产中绝对不能忽略。生产力：也称为生产力。切割速度通常是生产率的决定因素。切割零件精度：有许多方法可以测量金属零件的精度。通常，外轮廓的公差要求低于内孔的公差要求。因此，现在许多金属切削供应商都引入了更高质量的内孔工艺，例如Hypertherm的集成螺栓孔切削工艺。此外，用户通常在测量过程中仅测量上表面，但实际上，由于切割坡度的影响，下表面的尺寸会发生很大变化。为了简单起见，建议使用正公差和负公差值进行上表面测量，然后考虑每个过程的切削斜率。边缘质量，冶金性能：以上所有工艺对金属的机械加工性，可成型性和可焊接性都有不同的影响。维护要求：在长期使用成本中，必须考虑这些不同过程的维护以及维护的难度。以下是这些不同过程的简要说明，包括火焰切割，精细等离子，3千瓦光纤激光器和喷水。为了进行比较，我将使用一套完整的设备购买成本系统，包括5rsquo，x10rsquo（约1.5x3米）的切割面积，工业CNC机床（入门级或配置型），CAD / CAM软件。 1火焰切割火焰切割工艺是我们在此讨论的所有切割技术中最简单的一种。原理是先将可燃气体加热到点火温度（约1800°F）。通过预热达到温度后，便会注入纯氧与热钢发生反应，从而产生放热反应，从而迅速腐蚀钢。火焰只能切割碳钢，碳钢的厚度通常为1/4（约6.35mm）至6（约150mm）。当厚度超过2（约50mm）时，切割速度比其他工艺快。同时在CNC机床上安装多个火焰割炬既容易又便宜，这可以使产能翻番。 5rsquo，x10rsquo火焰切割床的成本：80,000-180,000元人民币（相对简单的低速机床）单位零件或单位长度的切割成本：大量的气体，切割速度较慢。越厚钢板，与等离子相比，切割成本更具优势。通常，每英尺的切割成本高于等离子切割成本，并且当厚度超过2（约50mm）时，成本相对较低。易用性：火焰CNC切割机要求操作员非常有经验，以实现最快的切割速度和切割质量。通常有必要不断监控切割过程。生产率：由于预热时间长且切割速度慢，火焰切割的生产效率非常低。切割精度：对于一个在最合适的速度，高度，气体和喷嘴条件下的优秀操作员而言，切割的尺寸公差约为正负0.030（约0.76mm），倾斜度小于1度。边缘质量，冶金性能：火焰切割的热影响区很大。该部分粗糙且有浮渣。维护要求：火焰切割机的维护比较简单，用户可以自己掌握。 2fine等离子体plasmafine等离子体使用高温离子化气体产生具有高能量密度的切割电弧，因此可以切割所有导电材料。该技术不需要操作员体验。精细等离子最适合切割26规格（约0.45mm）至2（约50mm）厚的碳素钢，以及160mm厚的不锈钢和铝。 5rsquo，x10rsquo等离子切割床成本：400-600,000元人民币（更快，配有高度调节和除尘）每单位零件或单位长度的切割成本：约6.35mm至2（约50mm）厚的碳钢，等离子成本切割相对于其他过程。易用性：配备了CNC和软件后，等离子体非常易于学习和使用。由于专业的过程参数已经内置在套料软件中，因此操作人员无需经验。生产率：当厚度大于6.35mm时，切割速度比激光快。当厚度小于2（约50mm）时，切割速度比火焰快。等离子是所有切割过程中最快，最有效的。切削零件精度：碳钢切削零件的尺寸公差约为正负0.015（约0.38mm）至0.020（约0.5mm）。对于厚度小于3/8（约9.5mm）的薄板，倾斜度为2-3度。对于厚度大于1/2（约12.7mm）的厚板，斜率在1度以内。边缘质量，冶金性能：热影响区很小，通常小于0.010（约0.25mm）。该断面具有良好的可焊性，并且光滑无渣。