摘要 : 火焰切割時的溫度比等離子切割時溫度低,直接導致了其切割速率不及等離子,而且無法切割不銹鋼以及很多有色金屬。其優點在于,可以切割大厚度板材(我國已經掌握了切割2000mm厚度的火焰切斷技術),切割設備和切割成本相對低廉,污染較等離子切割機小。
等離子切割迅速成為全球首選切割技術。一位資深火焰切割用戶可以在某些切割應用上獲得良好的切割效果,例如,切割很厚的低碳鋼 。不過,憑借出色的切割速度、卓越的切割質量以及切割其他種類金屬的能力這一系列優勢,等離子成為眾多金屬切割應用的理想之選。
1、更好的切割質量
浮渣、熱影響區、頂邊圓角和切割角度是影響切割質量的幾個主要因素。尤其是在浮渣和熱影響區這兩個方面,等離子切割遠遠優于火焰切割,等離子切割的邊緣基本不殘留浮渣,而且熱影響區小得多。
①浮渣
等離子工藝使用高溫帶電氣體熔化金屬并將熔化后的金屬材料從切割面上吹掉。 而火焰切割是利用氧氣和鋼之間產生的化學反應進行切割,因而會產生鐵紅渣或浮渣。正由于這種工藝上的差異,等離子切割產生的浮渣較少,而且附著的浮渣更容易清除。這些浮渣通常都可以輕松敲落,而無需磨平或鏟除,大大減少了二次加工所需的時間。更少的打磨操作帶來更高的生產力。
②熱影響區
切割金屬時需要關注的一個問題是所產生的熱影響區大小。 高溫會改變金屬的化學結構,使受熱邊緣變暗(回火色)、翹曲,如果不除掉受熱邊緣,工件可能不適合進行二次焊接加工。
無論采用何種工藝,割炬移動越快,熱影響區就越小。等離子的快速切割特性使得所產生的熱影響區較小,因而縮短了在清除受熱邊緣的二次加工上所花費的時間。
部分火焰切割用戶也可能會關注回火色。熱影響區從外表看不出來,回火色則不然,它會使金屬變色。同樣,等離子的快速切割這一特性使得回火色區域較小。火焰切割的速度較慢,其在工件上形成回火色區域是使用等離子切割的 5倍。
2、更高的生產效率
等離子的切割和穿孔速度最快能達到火焰切割的85倍,生產效率的大幅提升可以帶來巨大的效益,這還沒算上在預熱和二次加工方面所節省的時間。
3、更低的每零件成本
分析成本時,必須了解運行成本和每個零件運行成本或每米運行成本之間的差異,這一點非常重要。那么,如何確定切割一個零件的實際成本呢?每米運行成本是每小時切割所需的一切成本除以一小時內可以切割的總長度(米)所得的值。
切割所涉及的成本包括易損件、電力、氣體、人力和持續性開銷。一小時內可以切割的總長度(米)取決于切割速度,如更高的生產效率部分所示。
每零件成本是生產一個零件所需的切割總長度乘以每米運行成本所得的值。
每米運行成本 x零件的線性長度=每零件成本。
等離子系統的切割速度更快,一定時間內生產的零件數更多,因此,其每零件切割成本也就低得多。對于手持切割,計算每個作業或任務的成本可以更好地評估所節省的成本。每小時的運行成本乘以完成作業所需的總時間等于該作業的成本。對于火焰切割,務必將預熱時間及漫長的二次加工時間計算在所需時間內。
4、更高的盈利能力
等離子系統較低的每零件成本直接帶來了利潤的提升。切割每個零件都能節省資金,因而能夠提高利潤率。每小時切割的零件數越多,增加的總利潤就會越多。
在更低的每零件成本示例中,等離子切割的單位成本(每CM)為0.0042元,而火焰切割的單位成本(每CM)為0.13 元。這意味著每個零件可直接增加0.1258元的凈利潤。如果考慮到等離子系統每小時可以生產更多的零件,那么利潤還要增加。以通過切割 1/2英寸厚的鋼板來生產邊長為0.9 m的方形零件為例,根據兩者的切割速度計算,HPR260每小時可比火焰切割多生產52個零件。生產效率的提高可帶來更多的利潤。
為真正完善成本比較圖,還需要考慮對零件進行二次加工所涉及的成本。二次加工成本通常涉及勞動力成本,因此,所耗總時間乘以工資費率即為節省的成本。
5、更易于使用
對于采用火焰切割的用戶而言,要掌握火焰化學參數的設置并保持火焰的化學性,需要花費時間學習和實踐。無需保持任何距離(良好火焰切割的一個關鍵要素)。而且這樣更容易按照模板和圖樣進行切割,尤其是帶曲線的模板和圖樣。無需調節氣體、拖拽切割能力以及方便易用的控制裝置,使得等離子系統更易于學習。 6、更高的靈活性
等離子系統可以切割任何導電金屬,包括不銹鋼、鋁、銅和黃銅。與之不同的是,火焰切割則是利用氧氣和低碳鋼中的鐵之間發生的化學反應進行切割,因而只能用于切割低(碳)鋼。
此外,等離子系統還可用于刨削、打標 或切割生銹、涂有油漆甚至堆疊的金屬。而且,您還可以使用等離子系統進行坡口切割或切割鋼板網,而火焰切割很難做到這兩點。
7、更高的安全性
火焰切割所使用的燃料是氧氣和燃氣的混合氣體。最常用的燃料氣體有乙炔、丙烷、MAPP 、丙烯和天然氣。其中最常用的是乙炔,因為相比其他氣體而言,乙炔產生的火焰溫度更高,穿孔速度要更快些。不過,乙炔是不穩定且高度易燃的氣體,對過高的壓力、溫度甚至靜電都極為敏感。乙炔爆炸可能會導致成千上萬元的財產損失并對附近人員造成嚴重傷害。
有些等離子系統通常是通過壓縮空氣運行,不需要使用易燃氣體。這些氣體比乙炔更穩定,無需進行太多的特殊處理。
所有類型的熱切割都會產生一些臭味和噪音,不過,使用切割床和機用等離
子系統的熱切割可以選用水切割床,這樣可以大大減少臭味和噪音。大多數火焰切割不宜在水下進行,因為那樣可能會發生爆炸
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