在我們生活中，金屬是我們很常見的一種材質(zhì)，金、銀、銅被用來制作硬幣，鐵被用來制作工具和武器。對(duì)于這個(gè)制作環(huán)節(jié)來說，其中涉及到很多復(fù)雜的工藝，但是切割是最為基本的。

金屬切割有很多種方法，切割方法的選擇取決于所需切割金屬的類型、厚度和數(shù)量，以及你需要的切割質(zhì)量。今天高能激光就來給大家介紹一下我們最為常用的三種金屬切割機(jī)：火焰切割機(jī)、等離子切割機(jī)、激光切割機(jī)。

1.火焰切割機(jī)

大約從20世紀(jì)初開始，人們使用燃料氣體和氧氣來切割金屬，它的原理是通過氧氣和鋼鐵產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)來加熱金屬，并使其變軟最后融化。最棒的是，設(shè)備本身的成本并不高。此外，你不需要壓縮空氣或使用電力。它的缺點(diǎn)在于這種方法只適合切割碳鋼，火焰切割對(duì)其他類型的金屬并不適用，比如不銹鋼和鋁。另外，火焰切割對(duì)操作者的學(xué)習(xí)能力要求很高，需要大量的練習(xí)、技巧和經(jīng)驗(yàn)才能產(chǎn)生良好的切割效果。此外，火焰切割的割炬需要預(yù)先加熱。像烤箱一樣，割炬也需要時(shí)間才能達(dá)到合適的溫度。

2.等離子切割機(jī)

這是在20世紀(jì)50年代發(fā)明的一種高速的通過精確控制電弧來切割大多數(shù)常見金屬的方法。小小的噴口和高速氣體流可以產(chǎn)生極熱的高能量密度的電弧。等離子切割和氣刨需要工藝氣體(比如空氣或氮?dú)?，電源和耗材(包括電極和噴嘴)。在人們需要切割一系列不同種類的金屬時(shí)，等離子切割是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。事實(shí)上，這是等離子切割的主要賣點(diǎn)：多功能。它可以切割大多數(shù)種類的金屬(低碳鋼、不銹鋼、鋁、銅、黃銅等)，甚至是生銹的、帶漆的或臟的金屬。等離子還可以切割網(wǎng)孔狀的金屬。另外，在切割厚的和薄的金屬時(shí)它都同樣擅長(zhǎng)。等離子切割的缺點(diǎn)是, 它的設(shè)備成本比火焰切割更高，雖然切割質(zhì)量很好而且始終穩(wěn)定，但它在切割更纖薄的材料時(shí)不如激光切割。

3.激光切割機(jī)

使用高能量的光束來加熱、局部熔化、汽化金屬。激光切割以切割纖薄金屬質(zhì)量?jī)?yōu)良著稱。激光器有兩種主要類型：氣體(CO2)和固態(tài)(YAG、DISC 和光纖)。氣體激光器可以切割大多數(shù)種類的金屬，但是高反光材料除外。為此，你需要使用固態(tài)激光器，它的傳送方法不同，因此可以切割更多種類的材料。激光通常用于精密切割或?qū)Ψ浅１〉匿摪?規(guī)格到1/4英寸)進(jìn)行高效切割。激光可以切割厚度超過一英寸的金屬，不過需要一個(gè)功率更大的激光器。激光切割的缺點(diǎn)是最初的設(shè)備購買價(jià)格很高。如果拿激光系統(tǒng)與高質(zhì)量的等離子系統(tǒng)來比較，激光系統(tǒng)的總成本是非常昂貴的。一個(gè)傳統(tǒng)的CO2激光系統(tǒng)需要花費(fèi)數(shù)十萬美元。光纖激光比CO2激光便宜，但仍比等離子貴。

三種金屬切割機(jī)不同要求的表現(xiàn)對(duì)比

如果你從切割產(chǎn)生的斜度、切口、熱影響區(qū)、切屑和公差來對(duì)比三種切割方法，激光切割往往是最出色的。激光切割幾乎沒有斜度，切口細(xì)薄，熱影響區(qū)小。此外，激光切割產(chǎn)生的切屑很少，并提供嚴(yán)格的公差。切割質(zhì)量緊隨激光切割其后的是等離子切割，最后是火焰切割。

生產(chǎn)率

切割質(zhì)量是一個(gè)重要的考慮因素，生產(chǎn)能力同樣如此。畢竟，如果你不能夠達(dá)到足夠的產(chǎn)量來滿足需求，僅有好的切割質(zhì)量并沒有多大的意義。當(dāng)人們提到生產(chǎn)率的時(shí)候，他們通常會(huì)想到切割速度;不過，還有其他的因素需要考慮。這些因素包括系統(tǒng)完成切割準(zhǔn)備，穿透金屬和完成二次操作的時(shí)間。讓我們首先從考核切割速度開始。三種方法能達(dá)到的速度取決于被切割金屬的厚度。通常來說，火焰切割的速度最慢，等離子切割最快，激光切割則處于中間的某個(gè)位置。

知道了每種方法的切割速度，對(duì)于計(jì)算每小時(shí)的工件產(chǎn)量便有了一半的信息。另外一半是每個(gè)工件需要切割的線性長(zhǎng)度。例如，一個(gè)12×12英寸的正方形，線性長(zhǎng)度為48英寸(12×4個(gè)邊)，等于4英尺。一旦有了這兩個(gè)數(shù)據(jù)， 你就可以很容易計(jì)算出能夠切割工件的數(shù)量。

你首先要做的就是獲得每分鐘可以切割的英寸數(shù)量，并乘以60以確定每小時(shí)可以切割的英寸數(shù)量。在接下來的例子中，我們假設(shè)火焰切割的速度為20英寸/分鐘或1200英寸/小時(shí)(20 ×60)。步驟2中還包括將以英寸/小時(shí)為單位的數(shù)字除以12，以確定以英尺/小時(shí)為單位的切割速度。最后，你只需簡(jiǎn)單地把英尺/小時(shí)為單位的切割速率(本實(shí)例中為100)，除以工件的尺寸(4英尺)就可以了。表1顯示了剛才所描述的案例，以及針對(duì)不同切割方法的計(jì)算。

正如你從表l所看到的，高精細(xì)等離子切割每小時(shí)加工的工件數(shù)量最多 (144個(gè)工件)。然而，正如前面提到的，其他的因素也會(huì)影響生產(chǎn)率，比如預(yù)熱和穿透的時(shí)間，以及二次操作需要的時(shí)間，比如去除切屑。三種方法當(dāng)中，火焰切割因?yàn)樾枰A(yù)熱，所以需要的時(shí)間最多。

運(yùn)行成本

除了切割質(zhì)量和生產(chǎn)率，你還需要考慮每種方法的運(yùn)行成本。換句話說，你選擇的系統(tǒng)運(yùn)行起來要花費(fèi)多少錢?許多因素(耗材、電力、煤氣和替換維修零件的成本)影響總體的運(yùn)行成本。

使用等離子切割的時(shí)候，耗材在運(yùn)行成本中占的比例最大。不過，更加耐用的耗材出現(xiàn)改變了這一狀況。

對(duì)于火焰切割來說，電力成本可以忽略不計(jì)，等離子切割要高一些，光纖激光切割更高, CO2激光切割則還要高得更多。

由于需要高速流動(dòng)的氣流，氣體費(fèi)用是CO2 激光切割最大的成本。

CO2激光切割主要需要考慮零件替換。雖然像透鏡和反射鏡這樣的部件不經(jīng)常改變，但當(dāng)他們損壞時(shí)維修的代價(jià)是很高的，包括購買成本和停機(jī)更換它們的時(shí)間成本。因此，在你計(jì)算日常運(yùn)行費(fèi)用時(shí)應(yīng)該包含這一部分成本的計(jì)算。

計(jì)算投資價(jià)值

什么可以幫助你發(fā)現(xiàn)使用哪一種不同的切割方法更有意義?你是否只要出門購買一個(gè)新的切割系統(tǒng)就可以了?不一定。您首先需要查證的是你正在考慮的這個(gè)特別的系統(tǒng)是否值得投資。要做到這一點(diǎn)，你需要確定每天期望生產(chǎn)的工件數(shù)量，并將這個(gè)數(shù)字乘以單個(gè)工件預(yù)期利潤(rùn)(這將取決于你使用的方法)。