Технологии термической и гидроабразивной резки

22.09.2021, 10:55

Cutting plates of varying thickness (often very thick) is a major challenge for most manufacturing companies. Mechanical cutting, or extrusion for example, works in the case of thin plates and is used for simple cutting of edges. For thicker plates, some thermal or waterjet cutting technologies are currently used. There are, for example, oxy-fuel cutting, plasma cutting, laser cutting and waterjet cutting (waterjet).

Each technology has its own specification and range of use. For them, it is the most economical. Therefore, if you decide to use a thermostatic or water jet machine, you should compare not only the price, but above all the range of cutting materials (for example: type of board or other materials, thickness and required accuracy). Only when you know these parameters will you be able to select the most economical technology for your requirements.

Gas cutting

Газовая резка, называемая также кислородной или аутогенной резкой, состоит из предварительного нагрева стали для температуры воспламенения, а затем материал окисляется и продувается с высоким давлением. Эта температура составляет 1050 ° С для чистого железа, а для стали с 1,5% -ной добавкой углерода - 1380 ° С. Из-за этого кислородную резку можно использовать только для низкоуглеродистых и низколегированных сталей (приемлемые примеси: углерод - до 1,5%, хром - до 2%, никель - до 3%, кремний - до 4%). Для нагрева материала можно использовать: пропан, ацетилен, пропилен или природный газ. Плиты могут быть также разрезаны так, чтобы их можно было уложить друг на друга толщиной до 100 мм.

Основные преимущества кислородной резки: большой диапазон толщины среза и перпендикулярных кромок. Это также очень экономичный метод. В случае недостатков вы должны знать о: длительном пирсинге, широкой зоне влияния нагрева и отсутствии возможности из нержавеющей или красочной резки металла.

Плазменная резка

лазма - это ионизированный газ. Внутри этого там атомы сломались для ионов и электронов. Этот вид газа - очень хороший проводник электроэнергии, и его можно использовать для производства электроэнергии. Плазменная резка основана на нагреве материала с помощью электрической дуги до жидкого. После этого материал продувается сильным газовым потоком (его скорость аналогична скорости звука). Ключом является даже высокоионизованный газ (плазма), который позволяет прецизионно перемещать электрическую дугу на режущий материал. Этот материал взаимодействует с помощью термической (электрической дуги) и механического (газового давления) факторов.

Преимущества плазменной резки:

быстрый пирсинг и высокая скорость резания,
широкий ассортимент режущих материалов - резка практически всех проводников,
относительный небольшой HAZ,
небольшой разрез,
возможность резки тонких материалов без сжигания краев.

Недостатками плазменной резки являются:

скос режущих кромок,
шум,
необходимо много газов и паров - фильтры и вентиляция.

Плазменная резка может использоваться для материалов, тоньше, чем при кислородной резке. Он также во много раз быстрее, поэтому один плазменный фонарь может заменить несколько горелок для кислорода. Проблема скошения плазменных горелок была сведена к минимуму из-за использования плазменных агрегатов и горелок с вихревыми газами. Закрученный газ «переплетает» плазменный газ и делает его поток более узким. Благодаря этому скос не столь значителен, как без вихревых газов, а край более перпендикулярен относительно поверхности материала. Более сложная конструкция вызывает более высокую стоимость покупки и резки устройства, но есть возможность получить качество резки, аналогичное лазерной резке.

Лазерная резка

Лазерная резка - относительно новая технология. Это позволяет получить очень хорошую точность и высокую скорость резания. Лазер (усиление света путем стимулированного излучения) - это усиление света за счет принудительной радиационной эмиссии. Полученный световой пучок имеет характерные свойства. Они очень трудно или невозможно получить в других источниках света, а именно: очень узкая линия излучения, что приводит к высокой мощности в выбранной области спектра. В лазере легко получить поляризованный пучок с очень малой расходимостью.

В случае лазерной резки горячее лазерное пламя и газ под давлением являются коэффициентом резания.

Лазерные источники, используемые в режущей машине, можно разделить на основные группы:

газовый лазер (например, с CO2),
лазер на твердом теле (диск),
лазерный полупроводящий.

В CO2-лазере, который часто используется для лазерной резки, активная среда представляет собой смесь CO2, азота, водорода и гелия. Длина волны составляет около 10 мкм. Он характеризуется большими размерами и относительной низкой электрической эффективностью.

Дисковый лазер имеет активную среднекристаллическую Y3AI5O12 (YAG) - алюминиево-иттриевую гранату с примесью неодима. Он излучает 1064 нм. Он может быть отправлен по волоконной оптике. Он характеризуется относительной низкой прочностью и низкой энергетической эффективностью.

Новейшая технология - волоконный лазер состоит в использовании полупроводникового лазера для созданного лазерного луча, непосредственно в ведущем волокне. Это решение устраняет большинство ранних недостатков. В волоконном лазере активным элементом является волокно, легированное редкоземельными элементами, такими как: erb, iterb, неодим и т. Д. Он накачивается через полупроводящие лазерные диоды. Эта технология отличается высокой эффективностью и отличным качеством луча.

Длина полученной волны в 10 раз ниже, чем в случае CO2-лазера. Это позволяет получить более высокую концентрацию энергии и сократить количество рефлексивных материалов, с которыми ранее не справились предыдущие технологии.

Преимущества лазерной резки:

очень высокая точность,
узкий разрез,
высокая скорость резания,
низкие удельные затраты для крупных производственных партий,
минимальная площадь влияния тепла.

Недостатки:

высокая стоимость покупки устройства,
диапазон режущих материалов зависит от используемого лазерного источника.

Гидроабразивная резка (гидроабразивная)

Вода - это материал, который не связан с твердостью или способностью к резке. Но если он используется под высоким давлением, он способен пробивать все виды материалов. Процесс гидроабразивной резки заключается в эрозии материала под воздействием струи воды при очень высоком давлении. Для мягких материалов, таких как камедь, картон и т. Д. Используется чистая вода. В то время как для твердых материалов, для увеличения скорости резания, используется абразив.

Гидроабразивная резка - это «холодная» технология. Это означает, что нет зоны теплового воздействия, как в ранее внедренных технологиях. Поэтому он используется везде, где материал не может быть слишком нагрет. Существуют также ограничения в случае видов режущих материалов - от самой мягкой, как бумага, от пены до самого твердого камня, стали или титана.

С водой можно получить много режущих кромок - зависит от необходимости - регулировки количества и вида абразива и скорости резания. Разрезная резка быстрее, но режущие кромки в этом случае относительно неравномерны. Во время качественной резки качество кромок более высокое, но резка происходит медленнее. Это также увеличивает затраты.

Высокое давление, необходимое для резки, достигается за счет использования насоса высокого давления. Доступны два типа этих насосов: усилитель и поршень.

Преимущества гидроабразивной резки:

высокая точность резки,
широкий ассортимент режущих материалов,
возможность резки толстого материала,
тихая и беспыльная технология - экологическая,
отсутствие зоны воздействия нагрева на материал для резки - никаких проблем с термическим расширением материалов.

Недостатки:

относительная низкая скорость резания,
высокие эксплуатационные расходы.

Сравнение технологий резания:

Режущая техника	Резка кислородом	Плазменная резка	Гидроабразивная резка	Лазерная резка
Машина от Eckert	Agat Jantar Szafir	Agat Jantar Szafir Onyx Opal WaterJet Combo	Opal WaterJet Opal WaterJet Combo	Diament Fiber Laser 2
Диапазон режущих материалов	только мягкая сталь, а не низколегированная сталь или цветные металлы	мягкая сталь, легированная сталь, цветные металлы и их сплавы	все материалы	мягкая сталь, легированная сталь, цветные металлы и их сплавы (диапазон зависит от технологии источника)
Режущая характеристика	идеальная характеристика углов, широкая зона нагрева, зола нуждается в дальнейшей обработке, резка с низкой точностью из-за теплового расширения	средние и хорошие углы, небольшая зона ударного удара, минимальное количество шлака, резка с высокой точностью	идеальные углы, отсутствие зоны воздействия удара, экотехнология, резка с очень высокой точностью - минимальная ширина режущего зазора	идеальные угловые характеристики, отсутствие зоны воздействия удара, экотехнология, резка с очень высокой точностью, самый узкий разрезной зазор
Скорость резания	низкая скорость резания - необходимое время для предварительного нагрева делает процесс пирсинга более длинным, низкокачественными отверстиями	высокая скорость резания до 30 мм, короткое время прокола, среднее качество отверстий	низкая скорость резания - 4000 бар, более высокая скорость резания - 6000 бар, отсутствие деформаций, резка всех видов материалов, широкий диапазон толщины	очень высокая скорость резания до 6 мм, короткое время прокола, отличное качество отверстий
Расходы	экономичный метод, качественно хорош для мягкой стали выше 30 мм	экономичный метод, качественно хороший для мягкой стали до 30 мм и для цветных металлов, отличная скорость / качество / цена	экономический метод, качественно хорошие отдельные детали, полностью универсальный метод	стоимость сокращения зависит от использования исходной технологии, очень низких удельных затрат в случае длинных серий, экономичного метода, качественно хорошего для мягкой стали толщиной 6-8 мм, легированной стали и цветных металлов
Oбслуживание	small conservation work can in many cases be carried out by employees of the environmental protection department	average complication rate for preservation, preservation of many parts does not make it difficult	high level of complications for nature conservation work requires technical maintenance by specialists	the high level of complexity for conservation work requires the care of technicians. The range of work depends on the laser source
cutting thickness range	3-300 mm	0.5-100 mm	0,5-500 mm	0.5-30 mm

Поделиться в социальных сетях: