等离子切割VS激光切割

等离子切割VS激光切割 在切割领域,等离子切割,特别是精细等离子切割已经在众多工业领域得到了应用,但是,随着光纤等激光技术的发展,激光切割机近年来也开始受到一些用户的青睐。那么,等离子切割与激光切割相比,哪种切割方式更适合企业的产品生产?我们将通过用户的角度,让用户来探讨两种切割工艺的优势和缺点,为今后采购切割产品和生产工艺的工程师提供借鉴。 一、等离子切割机和激光切割机应用场合 激光切割机:激光切割机以中薄板为主,主要用于板厚在8mm以下的碳钢、不锈钢板材备料,尤其是形状复杂,切割面精度要求较高的零部件。激光切割机除用于切割各种高熔点材料、耐热合金和超硬合金等特种金属材料外,也可切割半导体材料、非金属材料以及复合材料。激光因其具有几乎无发散的方向性,而具有极高的发光强度。激光切割速度快、加工精度高、切缝狭窄,相对于等离子切割热影响区小、切割板材变形小,切割面无损伤,一般不需后续加工。 等离子切割机可用于不锈钢、铝、铜、铸铁、碳钢等各种金属材料切割,板厚一般在6~40mm,以260A的等离子切割为例,最大切割厚度可达60mm。等离子切割速度快、切缝狭窄、切口平整,允许成本低,具有显著的节能及经济效果。 二、等离子切割机VS激光切割机 1、等离子切割的工作原理是以氧气或氮气作为工作气体,利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属局部熔化和蒸发,并借助高速等离子流的动量排除熔融金属以形成割缝的一种加工。等离子切割适用于各种金属材料的切割,以中厚板切割为主。优点是切割速度快,割缝窄,热影响区小,变形小,运行成本低;缺点是在断面垂直度有0.5°~1.5°的倾斜角,切口硬化。 激光切割是由激光器产生的激光束,通过一系列反射镜的传输,最后由聚焦镜聚焦到工件表面,在焦点处产生局部高温,使工件的被加热点瞬间熔化或汽化形成割缝。同时在切割的过程中加以辅助气体将割缝处的熔渣吹出,最终达到加工的目的。激光切割主要以中薄板为主,切割材料范围非常广(金属、非金属、陶瓷、玻璃等)。由于激光具有高方向、高亮度、高强度等特点,所以激光切割速度快,加工精度高,割缝非常窄,一般无需后续加工处理。 综上所述,在切割材料方面,激光切割的材料选择范围要比等离子切割的更广;在薄板切割方面,激光切割具有更加显著的优势;而在成本方面,等离子切割相对于激光切割要便宜很多。 2、激光切割机与一般切割方式对比,有一些显著的优势:①激光切割割缝小,切割面可以直接用于焊接,不需要打磨。②激光切割机速度快:切割薄板时速度可达10m/min,比等离子切割机的速度快很多。③激光切割机切割质量好:变形小,表面粗糙度值低,斜口小。④激光切割机精度高:定位精度能达到0.05mm,重复定位精度可达0.02mm。⑤激光切割机切割材料广泛:除了可以切割金属,也可以切割木材、塑料、橡胶、PVC、皮革、纺织品及有机玻璃等多种材料,应用范围极广。 激光切割的劣势:激光切割成本高,初期投入和后期维护需要较高的成本;目前,激光在切割薄板性价比较高,但在切割中厚板时效率低,除非质量要求较高,否则不适宜用激光切割。 等离子切割的优势:在切割中厚板的过程中,可以达到非常高的切割速度,远远高于激光和火焰。初期设备投入比激光低,后期维修成本也比激光低。 等离子切割的劣势:①切割面垂直度较差:切割面的一侧会产生很大的斜口,垂直度会较差。②产生较多的割渣:切割过程中会在切割面的下方产生割渣,为不影响后工序的质量,此割渣必须通过修磨去掉,也增加了人工成本。③会产生有害的气体和弧光:等离子切割的原理决定了在切割过程中会产生有害的粉尘和 弧光,但是,目前也出现了采用水下等离子切割来避免此缺陷。④后期的割嘴消耗会比较多,而且目前的割嘴主要靠进口,成本较高。 3、根据我们以前使用的经验,激光切割机与等离子切割机比较如下: 第一,激光切割机不会损伤工件,而等离子切割机对板材却存在或大或小的损伤,特别是在切割过程中等离子切割机割枪割嘴出现问题时就会对板材造成明显缺陷。 第二,由于激光束聚焦成很小的光点,所以激光切割机切缝窄,等离子切割机切割的切缝要比激光切割机切缝略大。 第三,激光切割机速度快:切割速度可达10m/min,比等离子切割机的速度快很多。 第四,激光切割机切割面光滑,无毛刺,切割质量好,属无接触切割,切边受热影响很小,基本没有工件热变形,完全避免材料冲剪时形成的塌边,切缝一般不需要二次加工。但切割板材的厚度受限制且加工成本高。而等离子切割机可根据不同型号和功率大小可切割6~40mm以上钢板,加工成本相对低廉。 第五,激光切割机精度高:激光切割机定位精度0.05mm,重复定位精度0.02 mm,但工作环境要求高,等离子切割机的加工精度虽不比激光切割机,但对工作环境要求较低且机动性较强,适应切割的范围较广,对人员的技能水品要求相对激光切割要低。 4、激光切割机的优点在于:切割精度更高,速度快,板材变形小,适用于形状复杂的零部件备料,但就目前我公司的设备而言,切割厚度受限制,一般情况下:8mm以下的板材,组对精度要求高的单件使用激光切割机下料,下料成本较高,对板材的清洁度也有一定的要求。 等离子切割机的优点在于:切割领域宽,可切割所有金属板材;切割速度快,效率高;切割精度比数控火焰切割高,精细等离子切割则精度更高。缺点在于切割厚板, 尤其是20mm以上钢板比较困难,需要大功率的等离子电源,成本较高。 三、未来发展趋势 高效激光切割机的发展方向如下: (1)切割效率进一步提升。开发高效高精度数控激光切割机,提高切割速度,不仅要提高光束质量,改变切割工艺,更重要的一个方面是要采用直线电动机驱动,使其拥有更大的加速度和移动速度。 (2)激光切割的柔性加工。提高激光切割机的多自由度,适用于更加复杂曲面工件的加工。开发高精度光纤激光切割机,在二维和三维方面的推广应用,提高柔性加工。 (3)加大幅面大厚板的激光切割。掌握远光程激光传输技术,厚板切割工艺,高功率激光光路的设计与制造技术,开发大幅面大厚板激光切割设备。 (4)切割机智能化的提升。进一步把激光器与CNC技术、光学技术以及高精度工件的定位相结合,把激光切割机的功能部件与其他加工方法组合,制成多功能激光加工机。 未来高效切割机应该会分两条路发展,一种是目前技术的升级换代,比如说激光切割的板厚会越来越高,成本越来越低。等离子切割存在的粉尘和弧光缺陷,随着水下等离子的出现,此劣势也降低了不少。另一种方向是新的切割介质和切割方式会出现,从古老的火焰切割到后来的等离子、激光、水切割,无一不是随着新技术的出现而推广的。 今后高效切割机的发展方向应是:精细等离子切割,因为精细等离子切割已使切割质量接近激光切割水平,目前随着大功率等离子切割技术的成熟,切割厚度已超过150mm,拓宽了数控等离子切割机切割范围。 山东艾西特数控机械有限公司是一家高起点从事数控切割设备产品研发、设 计制造与营销的专业化公司,坐落于风景秀丽的泉城—济南。公司自成立以来,为谋求稳定、快速地发展,长期与美国BURNY公司、KALIBURN公司、德国IPG公司分别进行数控切割控制技术、等离子切割技术、激光切割技术合作;产品的研发制造瞄准世界一流水准。主要从事数控火焰切割机、数控等离子切割机、数控激光切割机、数控机械加工设备、机器人与自动化装备的开发、生产、销售,以及机床备件的制造和销售。 我公司生产的TF-1530P数控台式高精度等离子切割机,设计理念超前、制造技术和工艺先进,床身制造采用独有的减震、消震技术以及多项专利技术,糅合了近三十年的切割工艺经验,结合目前世界上最先进的小圆孔精密切割技术(Truehole)专利技术,有着更优异的性能和切割质量。 该产品最大空行程速度24000mm/min,展会期间实现了4mm钢板切割3mm 直径小圆孔和10mm钢板切割6mm小圆孔的高精度小圆孔切割,小圆孔切割径厚比达到0.6:1,实现了小圆孔切割范围的突破。薄板的精度和质量可以媲美激光切割,切割中厚板的切割质量和能力优于激光,在一定的范围内可以取代机加工,可以实现部分零件的一次成型加工,大幅度降低生产成本,节省加工时间,缩短生产周期、提高效率。