Mục lục
Máy cắt ngọn lửa là thiết bị cắt sử dụng khí có oxy hoặc xăng có oxy để cắt vật liệu kim loại. Cắt ngọn lửa sử dụng hỗn hợp oxy và khí axetylen để cắt kim loại. Ngọn lửa làm nóng tấm kim loại đến nhiệt độ cao, đốt cháy một phần nhỏ và tạo thành vết cắt. Máy cắt laser sử dụng chùm tia laser cực mạnh để cắt vật liệu một cách chính xác. Cắt laser rất phù hợp để cắt phức tạp và có độ chính xác cao, trong khi cắt ngọn lửa phù hợp hơn với các vật liệu dày hơn. Bài viết này sẽ tìm hiểu sự khác biệt giữa máy cắt laser và máy cắt ngọn lửa bằng cách giới thiệu và phân tích những ưu điểm và nhược điểm của chúng.
Cắt ngọn lửa là gì?
Nguyên lý cắt ngọn lửa
Cắt ngọn lửa là một phương pháp phổ biến để gia công thô các tấm thép. Cắt bằng ngọn lửa hay còn gọi là cắt nhiên liệu oxy, sử dụng hỗn hợp khí oxy axetylen để cắt kim loại. Ngọn lửa hướng vào vật liệu, sau đó được nung nóng đến nhiệt độ cao và đốt cháy. Thiết kế của mỏ cắt ngọn lửa cung cấp đủ oxy cho quá trình đốt cháy oxit sắt để đảm bảo hiệu quả cắt tốt. Phương pháp này có thể cắt được nhiều loại kim loại nhưng phù hợp nhất với những vật liệu dày hơn. Quá trình này khá đơn giản và tiết kiệm chi phí, khiến nó trở thành lựa chọn phổ biến của nhiều doanh nghiệp gia công kim loại tấm.
Các thiết bị cắt ngọn lửa thường bao gồm đèn khò cắt, bình oxy và bình axetylen. Khí được vận chuyển đến mỏ cắt thông qua một ống mềm. Các tia lửa phát ra từ ngọn đuốc đốt cháy khí oxy và axetylen, đốt cháy ở nhiệt độ đủ để làm bay hơi kim loại. Nhiệt độ tối đa của quá trình này là khoảng 3500oC, có nghĩa là ngay cả những kim loại có điểm nóng chảy cao cũng có thể được cắt theo cách này.
Máy cắt ngọn lửa
Máy cắt ngọn lửa bao gồm một mỏ cắt, một cơ cấu có chiều dài cố định và một thiết bị làm sạch đường cắt hoạt động tương tự như súng phun lửa. Có các cơ chế đo cơ, xung và quang điện có thể đạt được phép đo tự động. Thiết bị làm sạch đường cắt được thiết kế đặc biệt để làm sạch cặn bám trên đường cắt nhằm tránh ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt của thép trong quá trình cán. Phương pháp làm sạch bao gồm việc cạo sạch cặn dính bằng một cái nạo, cũng như sử dụng một bộ búa sắc quay tốc độ cao để loại bỏ cặn dính và các gờ. Máy cắt ngọn lửa thường được sử dụng làm thiết bị cắt trực tuyến phôi thép sau khi dùng máy đúc liên tục, cắt phôi thép có tiết diện lớn, tấm, phôi ống lớn. Chúng cũng được sử dụng để cắt các tấm thép thành phẩm có độ dày lớn hơn 50mm.
Máy cắt ngọn lửa CNC là thiết bị cắt CNC được ứng dụng sớm nhất. Việc đưa công nghệ CNC vào cắt ngọn lửa đã đạt được sự tự động hóa toàn bộ quá trình cắt, cải thiện đáng kể chất lượng cắt của thép tấm (biên độ kích thước và chất lượng cắt, có thể thay thế một số gia công cơ khí), hiệu quả sản xuất cao (cắt liên tục, cắt nhiều súng). ) và sử dụng vật liệu cao (cắt lồng).
Chất lượng cắt của máy cắt ngọn lửa
Chất lượng cắt không chỉ phụ thuộc vào hiệu suất, độ rãnh và độ tin cậy của máy công cụ CNC mà còn liên quan chặt chẽ đến chất lượng khí sử dụng, chất lượng chương trình cắt và chất lượng của người vận hành. Các vấn đề thường gặp của máy cắt ngọn lửa trong sản xuất là biến dạng vết cắt, bề mặt cắt thô ráp và vết bẩn nghiêm trọng. Để giảm biến dạng cắt, nên chọn một quy trình chuyển đổi hợp lý (điểm bắt đầu cắt, hướng và trình tự) và nên xem xét bắc cầu (cắt không liên tục). Giá đỡ cho tấm thép phải bằng phẳng và ổn định, đồng thời cải thiện độ khô của tấm thép. Cải thiện độ tinh khiết và độ ổn định áp suất của oxy và axetylen là đảm bảo cơ bản để nâng cao hiệu quả của máy cắt ngọn lửa CNC và thu được bề mặt cắt chất lượng cao. Bằng cách sử dụng phương pháp cắt oxy lỏng, chất lượng bề mặt cắt được cải thiện đáng kể nhờ áp suất ổn định và độ tinh khiết trên 99,5%. Có rất ít xỉ treo và tốc độ cắt được cải thiện rất nhiều.
Hệ thống điều khiển máy cắt ngọn lửa
Hệ thống lồng lập trình có sự hỗ trợ của máy tính là thiết bị hỗ trợ cho máy cắt CNC. Đó là sự đảm bảo cơ bản cho việc lập trình nhanh chóng và chính xác các chương trình CNC và cải thiện tỷ lệ sử dụng vật liệu thép tấm. Lập trình có sự hỗ trợ của máy tính liên quan đến việc nhập đồ họa bộ phận. Nó bao gồm bốn bước chính: nghiêng, quá trình cắt và xử lý hậu kỳ. Chất lượng của phần mềm lập trình chủ yếu được thể hiện ở tốc độ nhập đồ họa và lồng ghép vì hai phần này chiếm nhiều thời gian nhất trong toàn bộ công việc lập trình. Nó phải có đầu vào đồ họa nhanh và kiểm tra và sửa đổi thuận tiện. Việc lồng ghép có các chức năng bố trí thủ công và lồng ghép đa cấp hoàn toàn tự động, cũng như các chức năng quản lý sản xuất và quản lý bộ phận mạnh mẽ. Nó có thể xác định tự động hoặc thủ công quá trình cắt và có chức năng bắc cầu thuận tiện.
Thận trọng khi sử dụng máy cắt ngọn lửa
Trong quá trình sử dụng máy cắt ngọn lửa CNC để cắt, nhiều lỗi cắt khác nhau thường xảy ra. Để cải thiện chất lượng cắt, dưới đây là phần giới thiệu ngắn gọn về những điểm chính của kiểm soát chất lượng trong các tình huống cắt khác nhau:
- Những điểm chính cần chú ý khi rèn cắt.
Do bề mặt rèn có lớp oxit dày và điểm bắt lửa của lớp oxit cao hơn điểm nóng chảy nên dễ xảy ra hiện tượng gián đoạn cắt trong quá trình cắt, dẫn đến giảm chất lượng cắt và hiệu quả công việc. . Do đó, khi cắt vật rèn, lớp oxit ở bề mặt trên và dưới trong khu vực cắt phải được loại bỏ trước khi cắt để cải thiện tốc độ và chất lượng cắt.
- Những điểm chính để ngăn ngừa biến dạng trong quá trình cắt tấm răng nguội để cán phôi vuông.
Điều rất quan trọng là kiểm soát sự biến dạng của phôi khi cắt. Ví dụ, việc sắp xếp đường cắt theo quy ước có thể gây biến dạng và sai lệch của phôi. Dù đã được tạo hình thì cũng khó đáp ứng được yêu cầu về kích thước, cuối cùng sản phẩm sẽ bị loại bỏ. Vì vậy, việc bố trí lộ trình cắt gas hợp lý là rất quan trọng.
- Những điểm chính cần chú ý khi cắt tấm dày.
Khi cắt các tấm thép dày, nhiệt độ giảm dần từ bề mặt trên xuống. Khi bắt đầu cắt, áp suất oxy tăng dần và cuối cùng đạt đến độ đồng nhất theo chiều dày của tấm thép. Điều này gây ra hiện tượng cháy không đồng đều theo hướng dày của tấm thép tại vị trí bắt đầu cắt, dẫn đến các khuyết tật ở đầu cắt phôi.
Để tránh khuyết tật, có thể sử dụng các phương pháp sau:
- Sử dụng nguồn cấp dữ liệu cung tròn để tăng chiều dài của dây dẫn trong đường thẳng và tránh các điểm vào trực tiếp. Phương pháp này có hiệu quả tốt và được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất nhưng nhược điểm là lãng phí nguyên liệu.
- Sử dụng que đánh lửa. Phương pháp là tăng độ dày của tấm thép lên một mảnh tại điểm vào mà không có bất kỳ khoảng trống nào. Lưỡi cắt phải được đưa vào từ thanh đánh lửa, nó sẽ dẫn ngọn lửa của dụng cụ cắt xuống đáy tấm thép, sao cho tốc độ cháy của tấm thép ổn định và thu được bề mặt mặt cắt tối ưu. Thanh đánh lửa có thể được thay thế bằng các mảnh vụn đã cắt. Phương pháp này làm giảm khoảng cách giữa phôi và mép của tấm, giảm việc tạo ra các mảnh vụn ở góc và cải thiện hiệu quả tỷ lệ sử dụng của tấm. Thanh đánh lửa thực tế hơn trong việc cắt các tấm thép siêu dày.
Cắt Laser là gì?
Nguyên lý cắt Laser
Cắt laser là việc sử dụng tia laser để cắt vật liệu. Gia công cắt laser thay thế dao cơ học truyền thống bằng các chùm ánh sáng vô hình. Nó có đặc điểm là độ chính xác cao, cắt nhanh, không giới hạn ở các hạn chế về mẫu cắt, tiết kiệm vật liệu bố trí tự động, cắt mịn và chi phí xử lý thấp. Nó sẽ dần dần cải tiến hoặc thay thế các thiết bị cắt kim loại truyền thống. Chùm tia laser được tập trung qua một thấu kính, sau đó thấu kính sẽ tập trung vào một khu vực cụ thể. Chùm tia laser này rất mạnh và có thể cắt vật liệu với độ chính xác và độ chính xác cao. Cắt laser có tác dụng tốt trên các vật liệu như axit acrylic, gỗ, giấy và kim loại. Bộ phận cơ khí của lưỡi laser không tiếp xúc với phôi nên sẽ không gây trầy xước trên bề mặt phôi trong quá trình hoạt động. Tốc độ cắt laser nhanh, vết mổ mịn và phẳng và thường không cần xử lý tiếp theo. Vùng ảnh hưởng nhiệt cắt nhỏ, biến dạng tấm nhỏ và đường cắt hẹp (0,1mm ~ 0,3mm). Vết mổ không có ứng suất cơ học và không có gờ cắt. Độ chính xác gia công cao, độ lặp lại tốt và không làm hỏng bề mặt vật liệu. Lập trình CNC có thể xử lý bất kỳ bản vẽ phẳng nào và có thể cắt toàn bộ tấm ván lớn mà không cần khuôn, điều này rất tiết kiệm và tiết kiệm thời gian. Nó cũng có thể cho phép bạn tạo ra các thiết kế phức tạp mà khó hoặc không thể đạt được bằng cách cắt bằng ngọn lửa.
Máy cắt laser
Máy cắt laser là loại máy phức tạp và đắt tiền, từ máy cắt laser cơ bản đến máy khắc laser. Chúng thường yêu cầu hệ thống làm mát và nguồn điện cao cấp để hoạt động bình thường. Các bộ phát laser thường di chuyển rất chính xác trên các vật liệu dưới sự điều khiển của máy tính. Các thiết bị quang học chuyên dụng tập trung chùm tia laser và dẫn nó dọc theo đường cắt.
Sự khác biệt giữa máy cắt Laser và máy cắt ngọn lửa
Khi so sánh cắt laser và cắt ngọn lửa, cần xem xét các yếu tố chính sau:
1. Tính phổ quát
Máy cắt Laser là sự lựa chọn phổ biến hơn. So với máy cắt ngọn lửa truyền thống, máy cắt laser có tốc độ cắt nhanh, đường cắt hẹp, vùng chịu nhiệt nhỏ, mép đường cắt vuông góc tốt, mép cắt mịn và có thể cắt được nhiều loại vật liệu, bao gồm cả kim loại và phi kim loại. (Thép carbon, thép không gỉ, thép hợp kim, gỗ, nhựa, cao su, vải, thạch anh, gốm sứ, thủy tinh, vật liệu composite, v.v.). Do máy cắt laser được lập trình sẵn nên việc tự động hóa sẽ dễ dàng hơn trong các hoạt động sản xuất quy mô lớn. Mặt khác, máy cắt ngọn lửa chỉ có thể cắt vật liệu kim loại.
2. Độ chính xác cắt
Độ chính xác của máy cắt laser vượt trội hơn nhiều so với máy cắt ngọn lửa. Chùm tia laser được tập trung vào một đường kính rất nhỏ và có thể đạt độ chính xác lên tới 0,0005 inch (0,0127 mm). Cắt bằng ngọn lửa không thể đạt được độ chính xác như vậy, vì vậy cắt laser là lựa chọn ưu tiên cho các thiết kế phức tạp hoặc dung sai chính xác.
Độ chính xác của máy cắt laser được xác định bởi các yếu tố sau.
- Kích thước ngưng tụ laser trong máy phát laser. Nếu điểm sáng rất nhỏ sau khi tổng hợp thì độ chính xác cắt rất cao và nếu khe hở sau khi cắt cũng rất nhỏ. Điều này cho thấy độ chính xác của máy cắt laser rất cao, đồng thời chất lượng rất cao. Nhưng chùm tia laser phát ra có dạng hình nón nên các khoảng trống được cắt ra cũng có dạng hình nón. Trong những điều kiện này, phôi càng dày thì độ chính xác càng thấp, dẫn đến đường cắt lớn hơn.
- Độ chính xác của bàn làm việc. Nếu độ chính xác của bàn làm việc rất cao thì độ chính xác khi cắt cũng sẽ được cải thiện. Vì vậy, độ chính xác của bàn làm việc cũng là yếu tố rất quan trọng trong việc đo lường độ chính xác của máy phát laser.
- Chùm tia laser ngưng tụ thành hình nón. Khi cắt, chùm tia laser có dạng hình nón hướng xuống dưới. Nếu độ dày của phôi được cắt rất lớn, độ chính xác cắt sẽ giảm và các khoảng trống sẽ rất lớn.
- Các vật liệu khác nhau được sử dụng để cắt cũng có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của máy cắt laser. Trong cùng một tình huống, độ chính xác khi cắt thép không gỉ và nhôm sẽ rất khác nhau. Độ chính xác cắt của thép không gỉ sẽ cao hơn, bề mặt cắt cũng mịn hơn.
3. Chất lượng cắt
Chùm tia laser tạo thành một bề mặt sạch, mịn, không có gờ hoặc cạnh sắc. Điều này đặc biệt hữu ích khi sử dụng các vật liệu như acrylic và gỗ có thể yêu cầu lớp hoàn thiện mịn. Mặt khác, tiêu điểm của máy cắt ngọn lửa không chính xác lắm, điều này có thể khiến một số vật liệu nóng chảy đông cứng lại ở các cạnh, cuối cùng để lại bề mặt gồ ghề.
Nói chung, chất lượng cắt laser có thể được đo bằng sáu tiêu chuẩn sau.
- Độ nhám bề mặt cắt
- Kích thước xỉ cắt
- Cắt tỉa theo chiều dọc và độ dốc
- Kích thước phi lê cắt cạnh
- Lượng kéo sọc
- Độ phẳng
4. Cắt giảm chất thải
Chất thải vật liệu do máy cắt laser tạo ra là rất nhỏ vì chùm tia laser rất chính xác. Ngược lại, máy cắt bằng ngọn lửa làm tan chảy nhiều vật liệu hơn cùng một lúc và cũng có thể tạo ra các cạnh không hoàn hảo mà sau này có thể cần phải làm phẳng. Nhìn chung, kết quả là sẽ có nhiều vật liệu kim loại bị thất thoát hơn.
5. Chi phí
Do sự phức tạp của máy cắt laser và chi phí của thiết bị và vật tư laser, máy cắt laser đắt hơn máy cắt ngọn lửa.
Chi phí mua máy
Giá máy cắt laser dao động từ $25800 đến $122000, trong khi giá máy cắt ngọn lửa dao động từ $2800 đến $3500.
Chi phí vận hành
Chi phí vận hành của máy cắt ngọn lửa chủ yếu đến từ các vật tư tiêu hao rẻ tiền như gas, điện truyền động cơ khí và đầu phun cắt. So với laser, nó khá rẻ.
Chi phí vận hành cắt laser bao gồm:
- Chi phí điện năng (chủ yếu bao gồm mức tiêu thụ điện của tia laser + mức tiêu thụ điện của máy làm mát nước + mức tiêu thụ điện của máy công cụ + mức tiêu thụ điện của máy nén khí).
- Chi phí bảo trì. Máy cắt laser khác với máy cắt ngọn lửa và cần được bảo trì thường xuyên. Thông thường, phải mất một đến hai lần một năm, hoặc thậm chí nhiều hơn.
- Có hai loại khí, một loại là khí laser và loại kia là khí phụ trợ (khí phụ bao gồm oxy và nitơ).
- Chi phí vật tư tiêu hao. Mặc dù không có nhiều vật tư tiêu hao cho máy cắt laser nhưng chu kỳ sử dụng tương đối dài. Nhưng đơn giá tương đối đắt.
6. Tác động đến môi trường làm việc trong quá trình cắt
Quá trình làm việc của máy cắt laser tương đối yên tĩnh và an toàn, ít khí hoặc khói phát ra trong quá trình cắt. Mặt khác, cắt bằng ngọn lửa là một quá trình ồn ào và nguy hiểm tiềm tàng liên quan đến khí dễ cháy và ngọn lửa trần.
7. Sử dụng cắt laser và ngọn lửa có an toàn không?
Có, hoạt động cắt laze và cắt bằng ngọn lửa đều an toàn nếu tuân thủ các quy trình an toàn thích hợp. Người vận hành sử dụng máy cắt laser phải đeo kính bảo hộ, quần áo bảo hộ và mặt nạ phòng độc để bảo vệ họ khỏi bức xạ laser và khói độc hại. Để cắt bằng ngọn lửa, người vận hành phải đảm bảo khu vực này được thông gió tốt, không có bất kỳ vật liệu dễ cháy nào, đồng thời phải mặc quần áo bảo hộ và mặt nạ phòng độc để bảo vệ họ khỏi khói độc hại. Cuối cùng, nếu các quy trình an toàn được tuân thủ và thiết bị được bảo trì đúng cách thì cả cắt laser và cắt bằng ngọn lửa đều an toàn.
Khi nào chọn cắt Laser hay cắt ngọn lửa?
Việc lựa chọn giữa cắt laser và cắt ngọn lửa phụ thuộc vào vật liệu cần cắt và yêu cầu về độ chính xác khi cắt. Do tính linh hoạt, độ chính xác và tính kinh tế trong sản xuất quy mô lớn, cắt laser được lựa chọn phổ biến hơn để cắt các phôi có độ chính xác cao và yêu cầu giảm chất thải. Trong khi đó, cắt bằng ngọn lửa phù hợp hơn để cắt các tấm dày với độ chính xác ít quan trọng hơn. Cuối cùng, điều quan trọng là phải đánh giá dự án hiện tại và xem xét cả hai phương án để xác định phương án nào hiệu quả và tiết kiệm chi phí hơn.
Chọn máy cắt ngọn lửa
Ưu điểm của máy cắt ngọn lửa là cắt độ dày lớn và chi phí thấp. Có một lợi thế hiệu quả đáng kể so với máy cắt laser, đặc biệt là cắt tấm kim loại có độ dày vượt quá 50mm. Máy cắt ngọn lửa thậm chí có thể cắt các tấm kim loại dày tới 200mm. Máy cắt ngọn lửa thường được sử dụng để cắt các kim loại phổ biến như thép carbon thấp, đồng và nhôm. Tuy nhiên, nó không thể cắt thép carbon cao, thép không gỉ, gang, v.v. và có vùng chịu ảnh hưởng nhiệt lớn, biến dạng nghiêm trọng của các tấm dày và độ khó vận hành cao.
Chọn máy cắt Laser
Phạm vi cắt của cắt laser rất rộng, cho dù đó là kim loại hay phi kim loại. Máy cắt laser có chiều rộng cắt hẹp, độ chính xác cao, độ nhám bề mặt cắt tuyệt vời và tốc độ cắt nhanh. Nó đặc biệt thích hợp để cắt các tấm mỏng, chẳng hạn như cắt độ dày dưới 25 mm. Tuy nhiên, chi phí thiết bị của nó cao và hiệu quả cắt tấm dày giảm đáng kể.
Cắt Laser có thể được sử dụng để cắt vật liệu dày?
Có, tia laser có thể xuyên qua các vật liệu dày miễn là chúng có đủ năng lượng. Công suất cao thường có nghĩa là đầu laser lớn hơn. Việc cắt laser các vật liệu dày cũng có thể yêu cầu thêm các bước đi đầu laser, điều này sẽ làm giảm tốc độ cắt tổng thể và khiến hoạt động trở nên tốn kém hơn. Hiện nay, sự cạnh tranh trong ngành máy cắt laser trên thị trường rất khốc liệt, nhiều nhà sản xuất máy cắt laser đang theo đuổi công suất cao hơn. Trung Quốc đã sản xuất máy cắt laser 120.000 watt.
Những vật liệu nào có thể được cắt bằng laser?
Có một số vật liệu có thể được cắt bằng laser, bao gồm kim loại, nhựa và thủy tinh. Mặc dù vật liệu có thể cắt bằng laser sẽ phụ thuộc vào loại laser được sử dụng. Ví dụ, một số máy cắt laser chỉ có thể cắt một số vật liệu nhất định, trong khi những máy khác có thể cắt nhiều vật liệu. Nếu sử dụng máy cắt laser CO2, nó có thể cắt nhiều vật liệu khác nhau, bao gồm gỗ, nhựa, thủy tinh và kim loại. Mặt khác, máy cắt laser sợi quang có thể cắt thép không gỉ, nhôm và đồng thau.
Những vật liệu nào không thể cắt được bằng Laser?
Các vật liệu không thể cắt bằng laze bao gồm các vật liệu có độ phản chiếu cao như gương, vật liệu mỏng dễ bị uốn cong hoặc nóng chảy và các vật liệu nguy hiểm khi cắt, chẳng hạn như amiăng hoặc chất nổ.
Sự khác biệt giữa cắt ngọn lửa, plasma và cắt laser là gì?
Sự khác biệt chính giữa cắt ngọn lửa và cắt plasma nằm ở loại năng lượng được sử dụng. Cắt bằng ngọn lửa sử dụng ngọn đuốc oxy axetylen, trong khi cắt plasma sử dụng tia plasma nóng tăng tốc. Cắt bằng ngọn lửa chậm hơn và kém chính xác hơn so với cắt plasma, nhưng nó có thể được vận hành trên các vật liệu dày hơn. Mặt khác, cắt plasma nhanh hơn và chính xác hơn nhưng độ sâu cắt tối đa của nó nhỏ hơn cắt ngọn lửa.
- Máy cắt ngọn lửa có ưu điểm vượt trội về hiệu quả và chi phí thấp nhất khi cắt các tấm kim loại có độ dày trên 50mm.
- Máy cắt plasma có hiệu suất cắt cao khi gia công tấm kim loại có độ dày từ 6-40mm.
- Máy cắt laser hiện đang được sử dụng rộng rãi để gia công các tấm kim loại có kích thước từ 6-40mm. Do giá máy cắt laser giảm trong những năm gần đây, máy cắt laser về cơ bản đã thay thế vai trò của máy cắt plasma.
Bản tóm tắt
Bài viết này giới thiệu các nguyên tắc và khái niệm về cắt laser và cắt ngọn lửa, đồng thời thảo luận về phạm vi xử lý, ứng dụng, ưu điểm và nhược điểm của chúng.
Vietnamese 
English 
Spanish 
Portuguese 
German 
Arabic 
Italian 
Russian 
French 
Chinese 
Thai