什么是切割钢板的较佳方式？

时间：2020-07-14

氧-燃气、等离子、激光或水射流

切割中碳钢板的方法有很多，其中有些适合自动执行，而有些则不适合。一些适合切割薄钢板，一些适合切割厚钢板。一些切割速度快，一些切割速度慢。一些成本低，一些成本高。一些精确度高，一些精确度低。本文将简要介绍 CNC 成型切割机上使用的四种主要方法，比较各种工艺的优势与劣势，并提供一些可用于确定哪种工艺较适合您应用的标准。

氧-燃气切割

氧-燃气割炬切割或火焰切割是目前为止可用于中碳钢的较为古老的切割工艺。人们通常将其视为一种简单工艺，所用设备和耗材价格相对低廉。氧-燃气割炬可切割非常厚的钢板，主要受限于可输送的氧气量。使用氧-燃气割炬切割 36 甚或 48 英寸钢板的情况并非闻所未闻。但是，就钢板成型切割而言，绝大部分的作业至多在 12 英寸厚度内的钢板上执行。

经过适当调整后，氧-燃气割炬可实现垂直切割的光滑表面。下边缘上几乎没有熔渣，**边缘仅因预热火焰而略显圆形。此表面非常适合许多*进一步处理的应用。

虽然氧-燃气切割适用于厚度**过 1 英寸的钢板，但其可应用的钢板厚度可低至大约 1/4 英寸，只不过存在一定的困难而已。此工艺相对缓慢，在 1 英寸的材料上每分钟较多约 20 英寸。氧-燃气切割的另一优势在于可同时应用多个割炬轻松进行切割，进而实现生产力的倍增。

等离子切割

等离子弧切割是一种切割中碳钢板的理想工艺，其切割速度远远**氧-燃气切割，但会牺牲一些边缘质量。这正是等离子切割难以处理的地方。边缘质量有一个取决于切割电流的较佳位置，其范围通常介于约 1/4 英寸和 1.5 英寸之间。总体而言，钢板的确很薄或很厚（**出上文提及的范围）时，虽然边缘平滑度和挂渣性能可能仍然相当好，但边缘垂直度会开始受损。

相较于氧-燃气割炬，等离子设备更为昂贵，因为一整套系统需要电源、水冷却器（用于**过约 100 安培的系统）、气体控制装置、割炬导线、连接软管&电缆以及割炬自身。但等离子相对于氧-燃气提升的生产力很快即可补偿系统成本。

可同时应用多个割炬执行等离子切割，但额外的成本因素通常将此限于两个割炬。然而，一些客户确实会选择在一台机器上配置多达三四个等离子系统，但这些客户通常是为满足生产线需求而切割大量相同部件的高端制造商。

激光切割

激光切割工艺适合切割从较小标定厚度一直到约 1.25 英寸的中碳钢。**过 1 英寸的范围，材料（激光级钢）、气体纯度、喷嘴条件和激光束质量等所有因素均需正确无误，才可实现可靠作业。

激光工艺速度不是很快，因为从根本上说，激光仅仅是将聚焦激光束（而非预热火焰）较端高温应用于中碳钢的燃烧工艺。因此，其速度受到铁和氧之间化学反应速度的限制。但是，激光工艺的精确度较高。由于可形成非常狭窄的切口宽度，因此可切割精确度较高的轮廓和小孔。边缘质量通常相当理想，细齿和延迟线较小、边缘非常方正且较少甚至没有挂渣。

激光工艺的另一大优势即为可靠性。耗材寿命非常长且机械自动化程度很高，因此许多激光切割作业可在“无人值守”状态下进行。试想，在工作台上加载 10’ x 40’ 的 1/2” 钢板，按下“开始”按钮，然后晚上回家。早上回来后，即会有成百上千的部件切割完成，等待卸载。

鉴于光束传输的复杂性，CO2 激光并不适合于在同一台机器上进行多头切割。然而，光纤激光可进行多头切割。

水射流切割

水射流切割同样能够很好地切割中碳钢，可实现光滑和高精度的切割效果。水射流切割的精确度**过激光切割，因为其边缘平滑度更佳，且不会发生热变形。此外，水射流与激光和等离子切割的厚度限制方式不同。水射流切割的实际限值约为 6 至 8 英寸，依据为切割该厚度的时长以及水流偏离趋势。

水射流切割的弱势在于作业成本。因增压泵成本较高，故其前期设备成本通常略**等离子切割，但不如激光切割成本高。但主要因为其执行切割的石榴石磨料成本较高，故运行水射流的每小时成本要高得多。

此外，水射流切割还适合进行多头切割，而单一增压泵甚至也可完成这项工作。但每增加一个切割头，即需要增加水流，进而需要更大的泵或更小的孔口。

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