三种金属切割机对比分析

在我们生活中，金属是我们很常见的一种材质，金、银、铜被用来制作硬币，铁被用来制作工具和武器。对于这个制作环节来说，其中涉及到很多复杂的工艺，但是切割是最为基本的。



　　金属切割有很多种方法，切割方法的选择取决于所需切割金属的类型、厚度和数量，以及你需要的切割质量。今天高能激光就来给大家介绍一下我们最为常用的三种金属切割机：火焰切割机、等离子切割机、激光切割机。



　　1.火焰切割机



　　大约从20世纪初开始，人们使用燃料气体和氧气来切割金属，它的原理是通过氧气和钢铁产生的化学反应来加热金属，并使其变软最后融化。最棒的是，设备本身的成本并不高。此外，你不需要压缩空气或使用电力。它的缺点在于这种方法只适合切割碳钢，火焰切割对其他类型的金属并不适用，比如不锈钢和铝。另外，火焰切割对操作者的学习能力要求很高，需要大量的练习、技巧和经验才能产生良好的切割效果。此外，火焰切割的割炬需要预先加热。像烤箱一样，割炬也需要时间才能达到合适的温度。



　　2.等离子切割机



　　这是在20世纪50年代发明的一种高速的通过控制电弧来切割大多数常见金属的方法。小小的喷口和高速气体流可以产生极热的高能量密度的电弧。等离子切割和气刨需要工艺气体（比如空气或氮气），电源和耗材（包括电极和喷嘴）。在人们需要切割一系列不同种类的金属时，等离子切割是一个不错的选择。事实上，这是等离子切割的主要卖点：多功能。它可以切割大多数种类的金属（低碳钢、不锈钢、铝、铜、黄铜等），甚至是生锈的、带漆的或脏的金属。等离子还可以切割网孔状的金属。另外，在切割厚的和薄的金属时它都同样擅长。等离子切割的缺点是, 它的设备成本比火焰切割更高，虽然切割质量很好而且始终稳定，但它在切割更纤薄的材料时不如激光切割。



　　3.激光切割机 http://www.gnlaser.com/



　　使用高能量的光束来加热、局部熔化、汽化金属。激光切割以切割纤薄金属质量优良著称。激光器有两种主要类型：气体（CO2）和固态（YAG、DISC 和光纤）。气体激光器可以切割大多数种类的金属，但是高反光材料除外。为此，你需要使用固态激光器，它的传送方法不同，因此可以切割更多种类的材料。激光通常用于精密切割或对非常薄的钢板（规格到1/4英寸）进行高效切割。激光可以切割厚度超过一英寸的金属，不过需要一个功率更大的激光器。激光切割的缺点是最初的设备购买价格很高。如果拿激光系统与高质量的等离子系统来比较，激光系统的总成本是非常昂贵的。一个传统的CO2激光系统需要花费数十万美元。光纤激光比CO2激光便宜，但仍比等离子贵。



　　三种金属切割机不同要求的表现对比



　　如果你从切割产生的斜度、切口、热影响区、切屑和公差来对比三种切割方法，激光切割往往是最出色的。激光切割几乎没有斜度，切口细薄，热影响区小。此外，激光切割产生的切屑很少，并提供严格的公差。切割质量紧随激光切割其后的是等离子切割，最后是火焰切割。



　　生产率



　　切割质量是一个重要的考虑因素，生产能力同样如此。毕竟，如果你不能够达到足够的产量来满足需求，仅有好的切割质量并没有多大的意义。当人们提到生产率的时候，他们通常会想到切割速度；不过，还有其他的因素需要考虑。这些因素包括系统完成切割准备，穿透金属和完成二次操作的时间。让我们首先从考核切割速度开始。三种方法能达到的速度取决于被切割金属的厚度。通常来说，火焰切割的速度最慢，等离子切割最快，激光切割则处于中间的某个位置。



　　知道了每种方法的切割速度，对于计算每小时的工件产量便有了一半的信息。另外一半是每个工件需要切割的线性长度。例如，一个12×12英寸的正方形，线性长度为48英寸（12×4个边），等于4英尺。一旦有了这两个数据， 你就可以很容易计算出能够切割工件的数量。



　　你首先要做的就是获得每分钟可以切割的英寸数量，并乘以60以确定每小时可以切割的英寸数量。在接下来的例子中，我们假设火焰切割的速度为20英寸/分钟或1200英寸/小时（20 ×60）。步骤2中还包括将以英寸/小时为单位的数字除以12，以确定以英尺/小时为单位的切割速度。最后，你只需简单地把英尺/小时为单位的切割速率（本实例中为100），除以工件的尺寸（4英尺）就可以了。表1显示了刚才所描述的案例，以及针对不同切割方法的计算。





　　正如你从表l所看到的，高精细等离子切割每小时加工的工件数量最多 （144个工件）。然而，正如前面提到的，其他的因素也会影响生产率，比如预热和穿透的时间，以及二次操作需要的时间，比如去除切屑。三种方法当中，火焰切割因为需要预热，所以需要的时间最多。



　　运行成本





　　除了切割质量和生产率，你还需要考虑每种方法的运行成本。换句话说，你选择的系统运行起来要花费多少钱？许多因素（耗材、电力、煤气和替换维修零件的成本）影响总体的运行成本。



　　使用等离子切割的时候，耗材在运行成本中占的比例最大。不过，更加耐用的耗材出现改变了这一状况。



　　对于火焰切割来说，电力成本可以忽略不计，等离子切割要高一些，光纤激光切割更高, CO2激光切割则还要高得更多。



　　由于需要高速流动的气流，气体费用是CO2 激光切割最大的成本。



　　CO2激光切割主要需要考虑零件替换。虽然像透镜和反射镜这样的部件不经常改变，但当他们损坏时维修的代价是很高的，包括购买成本和停机更换它们的时间成本。因此，在你计算日常运行费用时应该包含这一部分成本的计算。



　　计算投资价值





　　什么可以帮助你发现使用哪一种不同的切割方法更有意义？你是否只要出门购买一个新的切割系统就可以了？不一定。您首先需要查证的是你正在考虑的这个特别的系统是否值得投资。要做到这一点，你需要确定每天期望生产的工件数量，并将这个数字乘以单个工件预期利润（这将取决于你使用的方法）。







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