今天是2019年2月18日 星期一,欢迎光临本站 合肥皖一 焊接器材有限公司 网址: www.

设计生产、维修调试和工艺开发

始终不变 的追求为用户提供满意的焊接/切割技术方案

常见问题

如何选择 最适合的金属切割工艺?

文字:[大][中][小] 2016/10/21    浏览次数:970    


  在金属加 工应用领域中,用户经常面临如何选择 最适合的金属切割工艺的问题。实际上,现在主流 的这几种金属切割工艺,在切割厚度、切割精度、冶金性能、生产效率 等方面都各有特点。

  设备购置费用:以上几种 切割方式都需要配备不同的数控CNC、除尘设备、CAD/CAM软件等。例如,相比水刀 和火焰较慢的切割速度,激光在薄 板上就要求更高的速度和精度。这些要求 会直接导致设备成本的巨大差异。

  单位零件 或单位长度的切割成本:这项成本包括气体、喷嘴、电极、电和水等。某些情况 下还分摊了设备购置费用和人工成本(例如上下料)。所以在进 行对比时一定要注意其范围。相对于单位时间成本,单位零件 或单位长度成本涵盖了切割速度和生产效率,更具有实 际的参考价值。

  易用性:这项需求 主要在于软件(特别是CAM)和CNC数控。现在通过 将专业经验内置集成而缩短学习时间和减少对经验的依赖。比如等离 子切割领域的领导者——海宝,它将海宝 等离子的全套工艺参数直接内置在海宝自己的套料软件和CNC数控里,新用户能快速掌握,保持了和 专业老手一致的切割品质和生产效率。这项需求 虽然很难量化,但对于实 际生产绝对不容忽视。

  生产率:也叫产能。切割速度 往往是产能的决定因素。

  切割件精度:对金属制 件精度的测量有很多方式。通常相对于内孔,对外轮廓 的公差要求更低。所以现在 很多金属切割供应者都推出了切割质量更高的内孔工艺,例如海宝 的集成螺栓孔切割工艺。另外,用户通常 在测量中只测量上表面,但实际上 因为切割斜度的影响,底面的尺 寸会有很大的差异。本文为简单起见,建议使用 针对于上表面测量的正负公差值,再考虑每 种工艺的切割斜度。

  边缘质量、冶金性能:上面的所 有工艺对金属切削性、成形性能 和焊接性都有不同的影响。

  维护要求:长期的使 用成本里需要考虑这些不同工艺的维护保养以及维护的难

  易。

  下面是对 这些不同工艺的简要说明,包括火焰切割、精细等离子、3kW的光纤激光和水刀。为了对比,采用完整 系统的设备购置费用,包括5‘× 10’(约1.5 m× 3m)切割区域,一台工业数控机床(既不是入 门级也不是最高配置),CAD/CAM软件。

  1、火焰切割

  火焰切割 工艺是所有切割技术中最简单的。其原理是 先用可燃气体加热钢铁到“燃点”温度(约1800℉),一旦通过 预热达到这个温度,再喷射纯 氧与炽热的钢铁产生放热反应,迅速侵蚀掉钢铁。火焰切割只能切碳钢,多用在1/4″(约6.35mm)到 6″(约150mm) 的厚度。切割速度在超过2″(约50mm)厚度时比其他工艺快。在一台数 控机床上同时安装多把火焰割炬很容易,而且便宜,这样能使产能翻倍。

  5‘× 10’火焰切割床成本:8~18万元人民币 (速度低的 相对简单型机床)。

  单位零件 或单位长度的切割成本:用气相当多,切割速度慢。钢板厚度越厚,相对于等离子,其切割成本越有优势。通常每英 尺切割成本比等离子高,超过2“ (约50mm)厚度时,成本相对较低。

  易用性:火焰数控 切割床要求操作员很有经验,才能达到 最快的切割速度和最好的切割质量。通常还需 要一直监视切割的过程。

  生产率:火焰切割 由于预热时间长,切割速度慢,所以生产效率很低。

  切割件精度:好的操作 工在最合适的速度、高度、气体、喷嘴情况下,切割件尺 寸公差大概是正负0. 030” (约0.76mm),斜度小于1°。

  边缘质量、冶金性能:火焰切割 的热影响区很大,断面粗糙并且有挂渣。

  维护要求:火焰切割 床的维护比较简单,用户自己就能掌握。

  2、精细等离子切割

  精细等离 子切割是利用高温的电离气体产生高能量密度的切割电弧,所以能切 割所有导电材料。最新的技 术对操作者没有经验的要求。精细等离 子最适合切割26 gauge(约0.45mm) 到2“(约50mm)厚的碳钢,以及6?”(约160mm)厚度内的不锈钢和铝。

  5‘×10’等离子切割床成本:40~60万元人民币(速度更快,配备调高和除尘)。

  单位零件 或单位长度的切割成本:在?″(约6.35mm) 到2″(约50mm)厚的碳钢上,等离子的 切割成本相对于其他工艺是最低的。

  易用性:配备最新 的数控和软件后,等离子非常易学易用。由于专业 的工艺参数都已经内置在套料软件里,所以对操 作者没有经验要求。

  生产率:厚度大于?″(约6.35mm)时,切割速度 快于激光切割。厚度小于2″(约50mm)时,切割速度 快于火焰切割。等离子是 所有切割工艺中速度最快、效率最高的。

  切割件精度:碳钢切割 件尺寸公差是正负0.015″(约0.38mm)到0.020″(约0.5mm)。对于厚度小于3/8″(约9.5mm)的薄板,斜度在2°~3°。对于厚度大于1/2″(约12.7mm)的厚板,斜度在1°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)。断面可焊性好,光洁无挂渣。

  维护要求:维护比较简单,用户自己就能掌握,或只需厂商电话支持。

  3、光纤激光切割

  光纤激光 是目前最新的激光技术。其使用的 固态激光发生器比传统的CO2激光更高效,而且光纤 激光的波长适合在细软的光纤中传导,比起只能 用镜面反射传导的CO2激光更具柔性、更易维护。高能的激光通过聚焦,熔化被切割材料,辅助气体(切碳钢时 通常使用氧气)吹掉熔融的金属。一台3kW的光纤激 光在切割能力和速度上相当于4~5kW的CO2激光。其切割能 力一般能达到?″(约19mm)厚的碳钢。

  5' × 10‘光纤激光切割床成本:200~300万元人民币(激光切割 床要求运动精度更高,且需要遮光防护)。

  单位零件 或单位长度的切割成本:厚度小于?″(约6.35mm)时,激光切割 成本最具优势。随着厚度的增加,切割速度显著降低,虽然切割 质量和精度很好,但切割成 本却高于等离子。

  易用性:与最新的 等离子系统类似,配备最新 的数控和软件后,激光切割 床也一样易学易用,因为所有 的设置都是自动的。

  生产率:在薄板上 生产效率最高,厚度增到?″(约6.35mm)时,与等离子持平。

  切割件精度:最好的光纤激光切割件尺 寸公差大概是正负0. 01″ (约0.25mm)内。优于等离子,可与水刀媲美。斜度在1°以内。

  边缘质量、冶金性能:热影响区 比等离子略小。

  维护要求:相比之前的CO2激光,光纤激光 的维护难度大幅降低,在厂商电话支持下,用户一般可以掌握。

  4、水刀

  水刀技术 已有数十年的历史,从蛋糕到 花岗岩材质上都有广泛的应用。软的材料 能用纯水切割,高压水流(40,000 到 60,000 psi)由喷嘴压缩,增加流速和能量密度。也可以在水流中加砂,砂的作用 就类似于锯的齿,在水流的 推动下进行切割。当前最先 进的水刀泵能达到100,000 psi的高压水。更高的压 力意味着更快的切割速度,当然停机 维护时间也会增加,因为泵的 密封需要定期更换。相对于其他切割工艺,水刀最大 的两个优势在于没有热影响区和能切几乎任何材质。另外水刀 的切割精度很好。但水刀最 大的劣势在于其切割速度很慢。

  5' × 10’水刀切割床成本:50~90万元人民币(由于速度慢,所以运动性能要求低,比激光床便宜,比等离子床略贵)。

  单位零件 或单位长度的切割成本:由于水刀 切割速度太慢,所以单位 零件的切割成本相比于其他工艺是最高的。

  易用性:与最新的 等离子系统类似,配备最新 的数控和软件后,水刀切割 床也一样易学易用。对操作者 的经验要求很低。

  生产率:切割碳钢 和不锈钢很慢,切铝会快点。

  切割件精度:水刀的精 度是所有切割工艺中最好的,切割件尺 寸公差大概是正负0. 005″(约0.13mm)内。斜度在1°以内。

  边缘质量、冶金性能:对被切割 的材料冶金性能没有影响。断面光滑,切割质量 与砂砾和切割速度有关(越慢越光滑)。

  维护要求:维护比较简单,用户自己就能掌握。

  在美国芝加哥的FabTech展上,海宝曾在1/2″(约12.7mm)的碳钢上,同时展示 了五种不同的切割工艺:空气等离子 (Powermax105), 长寿命空 气和氧气等离子 (MaxPro200), 精细等离子 (HPR130XD), 3kW光纤激光 (HyIntensity Fiber laser), 水刀 (HyPrecision Waterjet)。

  粗看,五种工艺 的切割样件都差不多。但细看,就能发现 空气等离子切割的样件有明显斜度,特别是小孔。氧气等离 子的切割斜度减小,精细等离 子切割几乎看不出斜度。

  诚然,只在1/2″(约12.7mm)的碳钢上 做对比是不公平的,在这个厚度范围,精细等离 子无疑是最好的选择。但如果我们切1/8″ (约3mm)的铝,相信水刀 和激光会更高效、精度更高。如果尺寸要求放宽,价格低廉 的空气等离子切割应该是最好的选择。所以,先明确自 己的需求和实际应用,综合考虑 本文所述的各种工艺特点,相信您一 定能选择到最适合的金属切割工艺和设备。


返回上一步
打印此页
[向上]

网站首页

公司介绍

资讯动态

工业机器人

自动化设备

焊机设备

焊接配套

工业案例

联系我们

在线客服

咨询电话:
400-0551-107

请扫描二维码
打开手机站

友情链接:    uc彩游戏   一分钟一期彩票   K8彩APP下载   pk10聊室   中彩网