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Máquina de corte por chama VS Máquina de corte a laser

A máquina de corte por chama é um equipamento de corte que utiliza gás com oxigênio ou gasolina com oxigênio para cortar materiais metálicos. O corte por chama usa uma mistura de oxigênio e gás acetileno para cortar metais. A chama aquece a chapa metálica a alta temperatura, queima uma pequena parte e forma um corte. As máquinas de corte a laser usam feixes de laser extremamente potentes para cortar materiais com precisão. O corte a laser é muito adequado para cortes complexos e de alta precisão, enquanto o corte a chama é mais adequado para materiais mais espessos. Este artigo irá explorar as diferenças entre máquinas de corte a laser e máquinas de corte por chama, apresentando e analisando suas vantagens e desvantagens.

O que é corte por chama?

Princípio do corte por chama

O corte por chama é um método comum para usinagem de desbaste de chapas de aço. O corte por chama, também conhecido como corte com oxigênio e combustível, usa uma mistura de gás oxigênio e acetileno para cortar metais. A chama é direcionada para o material, que é então aquecido a alta temperatura e queimado. O design da tocha de corte por chama fornece oxigênio suficiente para queimar óxido de ferro para garantir um bom efeito de corte. Este método pode cortar muitos tipos de metais, mas é mais adequado para materiais mais espessos. Este processo é bastante simples e econômico, tornando-o uma escolha popular para muitas empresas de processamento de chapas metálicas.

Os dispositivos de corte por chama normalmente incluem maçaricos de corte, cilindros de oxigênio e cilindros de acetileno. O gás é transportado para a tocha de corte através de uma mangueira. As faíscas emitidas pela tocha acendem os gases oxigênio e acetileno, que queimam a uma temperatura suficiente para causar a evaporação do metal. A temperatura máxima deste processo é de cerca de 3500°C, o que significa que mesmo metais com alto ponto de fusão podem ser cortados desta forma.

Máquina de corte por chama

A máquina de corte por chama é composta por uma tocha de corte, um mecanismo de comprimento fixo e um dispositivo de limpeza de costura de corte que funciona de forma semelhante a uma pistola de chama. Existem mecanismos de medição mecânicos, de pulso e fotoelétricos que podem realizar medições automáticas. O dispositivo de limpeza de costura de corte é projetado especificamente para limpar os resíduos aderidos à costura de corte para evitar afetar a qualidade da superfície do aço durante a laminação. O método de limpeza envolve raspar os resíduos pegajosos com um raspador, bem como usar um conjunto de martelos afiados giratórios de alta velocidade para remover resíduos pegajosos e rebarbas. As máquinas de corte por chama são frequentemente usadas como equipamento de corte on-line para tarugos de aço após máquinas de lingotamento contínuo, cortando tarugos de grandes seções, placas e tarugos de tubos grandes. Eles também são usados para cortar chapas de aço acabadas com espessura superior a 50 mm.

A máquina de corte por chama CNC é o primeiro equipamento de corte CNC aplicado. A introdução da tecnologia CNC no corte por chama alcançou a automação de todo o processo de corte, melhorando significativamente a qualidade de corte das chapas de aço (amplitude de tamanho e qualidade de corte, que pode substituir algum processamento mecânico), alta eficiência de produção (corte contínuo, corte com múltiplas pistolas ) e alta utilização de material (corte de nidificação).

Qualidade de corte da máquina de corte por chama

A qualidade do corte não depende apenas do desempenho, do grau de canal e da confiabilidade das máquinas-ferramentas CNC, mas também está intimamente relacionada à qualidade do gás utilizado, à qualidade dos programas de corte e à qualidade dos operadores. Os problemas comuns da máquina de corte por chama na produção são deformação do corte, superfície áspera da superfície de corte e manchas graves. Para reduzir a deformação de corte, um processo de comutação razoável (ponto inicial de corte, direção e sequência) deve ser selecionado e a ponte (corte intermitente) deve ser considerada. O suporte da placa de aço deve ser plano e estável, e a secura da placa de aço deve ser melhorada. Melhorar a pureza e a estabilidade da pressão do oxigênio e do acetileno é a garantia fundamental para melhorar a eficiência das máquinas de corte por chama CNC e obter superfícies de corte de alta qualidade. Ao usar o corte com oxigênio líquido, a qualidade da superfície de corte é significativamente melhorada devido à pressão estável e pureza superior a 99,5%. Há muito pouca escória pendurada e a velocidade de corte é bastante melhorada.

Sistema de controle de máquina de corte por chama

O sistema de agrupamento de programação auxiliada por computador é um equipamento de suporte para máquinas de corte CNC. É a garantia fundamental para programar programas CNC de forma rápida e correta e melhorar a taxa de utilização de materiais de chapa de aço. A programação assistida por computador envolve a inserção de gráficos de peças. Consiste em quatro etapas principais: inclinação, processo de corte e pós-processamento. A qualidade do software de programação reflete-se principalmente na velocidade de entrada gráfica e aninhamento, pois estas duas partes ocupam a maior parte do tempo de todo o trabalho de programação. Deve ter entrada gráfica rápida e inspeção e modificação convenientes. O agrupamento possui agrupamento multinível totalmente automático e funções de layout manual, bem como fortes funções de gerenciamento de peças e gerenciamento de produção. Ele pode determinar automática ou manualmente o processo de corte e possui funções de ponte convenientes.

Precauções ao usar máquinas de corte por chama

Durante o processo de utilização de uma máquina de corte por chama CNC para corte, ocorrem frequentemente vários defeitos de corte. Para melhorar a qualidade do corte, aqui está uma breve introdução aos pontos-chave do controle de qualidade em diferentes situações de corte:

Pontos-chave a serem observados no corte de forjamento.

Devido à espessa película de óxido na superfície do forjamento e ao fato de que o ponto de ignição da película de óxido é superior ao ponto de fusão, é provável que ocorra interrupção do corte durante o corte, resultando em uma diminuição na qualidade do corte e na eficiência do trabalho. . Portanto, ao cortar peças forjadas, a película de óxido nas superfícies superior e inferior da área de corte deve ser removida primeiro antes do corte para melhorar a velocidade e a qualidade do corte.

Pontos-chave para evitar deformações durante o corte de placas dentadas de leito frio para laminação de tarugos quadrados.

É muito importante controlar a deformação da peça durante o corte. Por exemplo, organizar a rota de corte de acordo com a convenção pode causar deformação e desvio da peça de trabalho. Mesmo que seja moldado, é difícil atender aos requisitos de tamanho e, em última análise, o produto será descartado. Portanto, organizar razoavelmente a rota de corte de gás é crucial.

Pontos-chave a serem observados no corte de chapas grossas.

No corte de chapas grossas de aço, a temperatura diminui da superfície superior para baixo. No início do corte, a pressão do oxigênio aumenta gradativamente e finalmente atinge consistência na direção da espessura da chapa de aço. Isso causa combustão inconsistente na direção da espessura da placa de aço na posição inicial de corte, resultando em defeitos na extremidade inicial do corte da peça.

Para evitar defeitos, os seguintes métodos podem ser usados:

Usando alimentação de arco circular para aumentar o comprimento da linha e evitar pontos de entrada diretos. Esse método tem boa eficácia e é amplamente utilizado na produção, mas tem como desvantagem o desperdício de materiais.
Use hastes de ignição. O método consiste em aumentar a espessura da chapa de aço em uma peça no ponto de entrada, sem folgas. A lâmina de corte deve ser inserida a partir da haste de ignição, que guiará a chama da ferramenta de corte até o fundo da chapa de aço, para que a velocidade de combustão da chapa de aço seja consistente e seja obtida a superfície ideal da seção de corte. A haste de ignição pode ser substituída por sobras cortadas. Este método reduz a distância entre a peça de trabalho e a borda da placa, reduz a geração de sobras de canto e melhora efetivamente a taxa de utilização da placa. A haste de ignição é mais prática no corte de chapas de aço ultragrossas.

O que é corte a laser?

Princípio do corte a laser

O corte a laser é o uso de laser para cortar materiais. O processamento de corte a laser substitui as facas mecânicas tradicionais por feixes de luz invisíveis. Possui as características de alta precisão, corte rápido, não se limitando às limitações do padrão de corte, economia de layout automático de materiais, corte suave e baixos custos de processamento. Ele irá melhorar ou substituir gradualmente os equipamentos tradicionais de corte de metal. O feixe de laser é concentrado através de uma lente, que então foca em uma área específica. Este feixe de laser é muito poderoso e pode cortar materiais com alta precisão e precisão. O corte a laser tem bons efeitos em materiais como ácido acrílico, madeira, papel e metal. A parte mecânica da lâmina do laser não entra em contato com a peça de trabalho, portanto não causará arranhões na superfície da peça durante a operação. A velocidade de corte a laser é rápida, a incisão é lisa e plana e geralmente não requer processamento posterior. A zona afetada pelo calor de corte é pequena, a deformação da placa é pequena e a costura de corte é estreita (0,1 mm ~ 0,3 mm). A incisão não apresenta estresse mecânico nem rebarbas de cisalhamento. Alta precisão de usinagem, boa repetibilidade e nenhum dano à superfície do material. A programação CNC pode processar qualquer desenho plano e cortar grandes placas inteiras sem a necessidade de moldes, o que é econômico e economiza tempo. Também pode permitir a criação de designs complexos que são difíceis ou impossíveis de conseguir com o corte a chama.

Máquina de corte a laser

As máquinas de corte a laser são máquinas complexas e caras, variando desde máquinas básicas de corte a laser até máquinas de gravação a laser. Eles geralmente exigem um sistema de resfriamento e uma fonte de alimentação de última geração para funcionar corretamente. Os emissores de laser normalmente se movem com muita precisão em materiais controlados por computador. Dispositivos ópticos especializados focam o feixe de laser e o guiam ao longo do caminho de corte.

Diferença entre máquina de corte a laser e máquina de corte por chama

Ao comparar o corte a laser e o corte a chama, os seguintes fatores-chave precisam ser considerados:

1. Universalidade

Uma máquina de corte a laser é uma escolha mais universal. Em comparação com as máquinas de corte por chama tradicionais, as máquinas de corte a laser têm velocidade de corte rápida, costuras de corte estreitas, pequena zona afetada pelo calor, boa perpendicularidade das bordas das costuras de corte, bordas de corte lisas e uma ampla variedade de materiais que podem ser cortados a laser, incluindo metal e metalóide. (Aço carbono, aço inoxidável, liga de aço, madeira, plástico, borracha, tecido, quartzo, cerâmica, vidro, materiais compósitos, etc.). Devido ao fato das máquinas de corte a laser serem pré-programadas, é mais fácil conseguir a automação em operações de produção em grande escala. Por outro lado, as máquinas de corte por chama só podem cortar materiais metálicos.

2. Precisão de corte

A precisão das máquinas de corte a laser é muito superior à das máquinas de corte por chama. O feixe de laser é focado em um diâmetro muito fino e pode atingir precisão de até 0,0005 polegadas (0,0127 milímetros). O corte por chama não consegue atingir tal precisão, portanto o corte a laser é a escolha preferida para projetos complexos ou tolerâncias de precisão.

A precisão de uma máquina de corte a laser é determinada pelos seguintes fatores.

O tamanho da condensação do laser no gerador de laser. Se o ponto de luz for muito pequeno após a agregação, a precisão do corte será muito alta e se a folga após o corte também for muito pequena. Isso indica que a precisão da máquina de corte a laser é muito alta, enquanto a qualidade é muito alta. Mas o feixe emitido pelo laser é cônico, então as lacunas cortadas também são cônicas. Nessas condições, quanto mais espessa for a peça, menor será a precisão, resultando em uma costura de corte maior.
A precisão da bancada. Se a precisão da bancada for muito alta, também melhorará a precisão do corte. Portanto, a precisão da bancada também é um fator muito importante na medição da precisão do gerador de laser.
O feixe de laser se condensa em um cone. Ao cortar, o feixe de laser é cônico para baixo. Se a espessura da peça a ser cortada for muito grande, a precisão do corte diminuirá e as folgas serão muito grandes.
Os diferentes materiais utilizados para corte também podem afetar a precisão da máquina de corte a laser. Na mesma situação, a precisão do corte de aço inoxidável e alumínio será muito diferente. A precisão de corte do aço inoxidável será maior e a superfície de corte também será mais lisa.

3. Qualidade de corte

O feixe de laser forma uma superfície limpa e lisa, sem rebarbas ou arestas vivas. Isto é particularmente útil ao usar materiais como acrílico e madeira que podem exigir um acabamento liso. Por outro lado, o foco da máquina de corte por chama não é muito preciso, o que pode fazer com que alguns materiais derretidos solidifiquem nas bordas, deixando uma superfície áspera.

De modo geral, a qualidade do corte a laser pode ser medida pelos seis padrões a seguir.

Rugosidade da superfície de corte
Tamanho da escória de corte
Cortando verticalidade e inclinação
Tamanho do filete de ponta
Quantidade de arrasto de listras
Planicidade

4. Corte de resíduos

O desperdício de material gerado pelo cortador a laser é muito pequeno porque o feixe de laser é muito preciso. Em contraste, as máquinas de corte por chama derretem muito mais material de uma só vez e também podem produzir bordas imperfeitas que podem precisar ser achatadas posteriormente. No geral, mais materiais metálicos serão perdidos como resultado.

5. Custo

Devido à complexidade das máquinas de corte a laser e ao custo dos equipamentos e suprimentos a laser, uma máquina de corte a laser é mais cara do que uma máquina de corte por chama.

Custo de compra da máquina

O preço das máquinas de corte a laser varia de $25800 a $122000, enquanto o preço das máquinas de corte por chama varia de $2800 a $3500.

Custo de operação

O custo operacional de uma máquina de corte por chama vem principalmente de consumíveis baratos, como gás, eletricidade de transmissão mecânica e bicos de corte. Comparado aos lasers, é bastante barato.

Os custos operacionais do corte a laser incluem:

Custo de eletricidade (incluindo principalmente o consumo de eletricidade do laser + o consumo de eletricidade do refrigerador de água + o consumo de eletricidade da máquina-ferramenta + o consumo de eletricidade do compressor de ar).
O custo de manutenção. As máquinas de corte a laser são diferentes das máquinas de corte por chama e requerem manutenção regular. Normalmente, leva uma a duas vezes por ano, ou até mais.
Existem dois tipos de gases, um é o gás laser e o outro é o gás auxiliar (o gás auxiliar inclui oxigênio e nitrogênio).
O custo dos consumíveis. Embora não existam muitos consumíveis para máquinas de corte a laser, o ciclo de uso é relativamente longo. Mas o preço unitário é relativamente caro.

6. Impactos no ambiente de trabalho durante o processo de corte

O processo de trabalho do cortador a laser é relativamente silencioso e seguro, e há menos emissão de gás ou fumaça durante o processo de corte. Por outro lado, o corte por chama é um processo barulhento e potencialmente perigoso que envolve gases inflamáveis e chamas abertas.

7. O corte a laser e a chama é seguro para uso?

Sim, as operações de corte a laser e corte a chama são seguras se os protocolos de segurança apropriados forem seguidos. Os operadores que utilizam máquinas de corte a laser devem usar óculos de proteção, roupas de proteção e respiradores para protegê-los da radiação laser e da fumaça prejudicial. Para o corte com chama, os operadores devem garantir que a área esteja bem ventilada, livre de quaisquer materiais inflamáveis, e também devem usar roupas de proteção e respiradores para protegê-los da fumaça prejudicial. Em última análise, se os protocolos de segurança forem seguidos e o equipamento for mantido adequadamente, tanto o corte a laser quanto o corte a chama são seguros.

Quando escolher o corte a laser ou o corte por chama?

A escolha entre corte a laser e corte a chama depende dos materiais a serem cortados e dos requisitos de precisão de corte. Devido à sua versatilidade, precisão e economia na produção em larga escala, o corte a laser é mais comumente escolhido para cortar peças com alta precisão e requisitos de redução de desperdício. Enquanto isso, o corte por chama é mais adequado para cortar chapas grossas com precisão menos importante. Em última análise, é importante avaliar o projeto em questão e considerar ambas as opções para determinar qual delas é mais rentável e eficiente.

Escolha a máquina de corte por chama

As vantagens das máquinas de corte por chama são o corte de grande espessura e o baixo custo. Há uma vantagem significativa de eficiência em comparação com o cortador a laser, especialmente para cortar chapas com espessura superior a 50 mm. A máquina de corte por chama pode até cortar chapas de metal de até 200 mm de espessura. As máquinas de corte por chama são geralmente usadas para cortar metais comuns, como aço de baixo carbono, cobre e alumínio. No entanto, não pode cortar aço com alto teor de carbono, aço inoxidável, ferro fundido, etc., e possui uma grande zona afetada pelo calor, deformação severa de chapas grossas e alta dificuldade operacional.

Escolha o cortador a laser

A faixa de corte do corte a laser é muito ampla, seja metal ou não metal. A máquina de corte a laser possui largura de corte estreita, alta precisão, excelente rugosidade da superfície de corte e velocidade de corte rápida. É especialmente adequado para cortar chapas finas, como espessuras de corte abaixo de 25 mm. No entanto, o custo do equipamento é alto e a eficiência do corte de chapas grossas é significativamente reduzida.

O corte a laser pode ser usado para cortar materiais grossos?

Sim, os lasers podem penetrar em materiais espessos, desde que tenham potência suficiente. Alta potência geralmente significa uma cabeça de laser maior. O corte a laser de materiais espessos também pode exigir passagens adicionais da cabeça do laser, o que reduzirá a velocidade geral de corte e tornará a operação mais cara. Atualmente, a concorrência na indústria de máquinas de corte a laser é muito acirrada no mercado, e vários fabricantes de máquinas de corte a laser estão buscando maior potência. A China já produziu máquinas de corte a laser de 120.000 watts.

Quais materiais podem ser cortados a laser?

Existem vários materiais que podem ser cortados a laser, incluindo metal, plástico e vidro. Embora os materiais que podem ser cortados a laser dependam do tipo de laser utilizado. Por exemplo, algumas máquinas de corte a laser só podem cortar determinados materiais, enquanto outras podem cortar vários materiais. Se uma máquina de corte a laser CO2 for usada, ela poderá cortar vários materiais, incluindo madeira, plástico, vidro e metal. Por outro lado, máquinas de corte a laser de fibra pode cortar aço inoxidável, alumínio e latão.

Quais materiais não podem ser cortados com laser?

Os materiais que não podem ser cortados a laser incluem materiais altamente refletivos, como espelhos, materiais finos que são propensos a dobrar ou derreter e materiais que são perigosos para corte, como amianto ou explosivos.

Qual é a diferença entre corte por chama, plasma e laser?

A principal diferença entre o corte a chama e o corte a plasma está no tipo de energia utilizada. O corte por chama usa uma tocha de oxigênio e acetileno, enquanto o corte por plasma usa um jato acelerado de plasma quente. O corte por chama é mais lento e menos preciso que o corte por plasma, mas pode ser operado em materiais mais espessos. Por outro lado, o corte a plasma é mais rápido e preciso, mas sua profundidade máxima de corte é menor que o corte a chama.

A máquina de corte por chama apresenta uma vantagem significativa em eficiência e menor custo no corte de chapas metálicas com espessura superior a 50 mm.
As máquinas de corte a plasma apresentam alta eficiência de corte no processamento de chapas metálicas com espessura de 6 a 40 mm.
As máquinas de corte a laser são atualmente amplamente utilizadas para processar chapas metálicas de 6 a 40 mm. Devido à queda nos preços das máquinas de corte a laser nos últimos anos, as máquinas de corte a laser basicamente substituíram o papel das máquinas de corte a plasma.

Resumo

Este artigo apresenta os princípios e conceitos de corte a laser e corte a chama e discute seu escopo de processamento, aplicações, vantagens e desvantagens.

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Fonte:

Soldadura e corte oxi-combustível | Wikipédia