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深度解讀

線切割、激光切割、等離子切割的區(qū)別和對(duì)比

激光制造網(wǎng) 來(lái)源：機(jī)械加工人2024-02-23 我要評(píng)論(0 )   

隨著科技發(fā)展，切割方式越來(lái)越多，例如：激光切割、水切割、等離子切割、線切割……他們有什么區(qū)別呢？聽一位從事切割領(lǐng)域的工程師這樣說(shuō)：1）現(xiàn)在市場(chǎng)主流光纖激光器，...

隨著科技發(fā)展，切割方式越來(lái)越多，例如：激光切割、水切割、等離子切割、線切割……他們有什么區(qū)別呢？


聽一位從事切割領(lǐng)域的工程師這樣說(shuō)：


1）現(xiàn)在市場(chǎng)主流光纖激光器，二氧化碳激光器慢慢淘汰了，耗能太高，在非金屬領(lǐng)域還是有市場(chǎng)。


2）現(xiàn)在光纖設(shè)備自從激光器國(guó)產(chǎn)后，在中低功率段價(jià)格下降很厲害。


3）除激光外其它的切割方式，就等離子和線切割市場(chǎng)需求比較大，但線切割針對(duì)的模具行業(yè)比較多，等離子在厚板或者精度要求不高的情況下需求比較多，水刀切割現(xiàn)在在金屬行業(yè)已經(jīng)不常見(jiàn)了，在非金屬領(lǐng)域有很多。


4）在以后的發(fā)展中，在金屬中薄板中絕對(duì)是激光切割的天下，包括非金屬切割也會(huì)被激光切割占領(lǐng)相當(dāng)大一部分市場(chǎng)。


接下來(lái)我們分析一下這幾種切割技術(shù)。

激光切割加工

光切割是利用經(jīng)聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、燒蝕或達(dá)到燃點(diǎn)，同時(shí)借助與光束同軸的高速氣流吹除熔融物質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)將工件割開?，F(xiàn)在一般使用CO2脈沖激光器，激光切割屬于熱切割方法之一。


水切割加工


水切割，又稱水刀，即高壓水射流切割技術(shù)，是一種利用高壓水流切割的機(jī)器。在電腦的控制下能任意雕琢工件，而且受材料質(zhì)地影響小。水切割分為無(wú)砂切割和加砂切割兩種方式。

等離子切割加工


等離子弧切割是利用高溫等離子電弧的熱量使工件切口處的金屬局部熔化(和蒸發(fā))，并借高速等離子的動(dòng)量排除熔融金屬以形成切口的一種加工方法。



線切割加工


電火花線切割機(jī)（Wire Electrical Discharge Machining簡(jiǎn)稱WEDM），屬電加工范疇，電火花線切割加工（Wire cut Electrical Discharge Machining，簡(jiǎn)稱WEDM），有時(shí)又稱線切割。線切割可以分為快走絲線切割，中走絲線切割，慢走絲線切割。快走絲電火花線切割的走絲速度為6～12 m/s，電極絲作高速往返運(yùn)動(dòng)，切割精度較差。中走絲電火花線切割是在快走絲線切割的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)變頻多次切割功能，是近幾年發(fā)展的新工藝。慢走絲電火花線切割的走絲速度為0.2m/s，電極絲做低速單向運(yùn)動(dòng)，切割精度很高。


應(yīng)用范圍對(duì)比


激光切割機(jī)的應(yīng)用范圍很廣，無(wú)論金屬、非金屬，都可以切割，切割非金屬，如布料，皮革等可以用CO2激光切割機(jī)，切割金屬可以用光纖激光切割機(jī)。板材變形小。


水切割屬于冷態(tài)切割,無(wú)熱變形,切割面質(zhì)量好,無(wú)須二次加工，如需要也很容易進(jìn)行二次加工。水切割可以對(duì)任何材料打孔、切割，切割速度快,加工尺寸靈活。


等離子切割機(jī)可用于不銹鋼、鋁、銅、鑄鐵、碳鋼等各種金屬材料切割，等離子切割有明顯的熱效應(yīng)，精度低，切割表面不容易再進(jìn)行二次加工。


線切割是只能切割導(dǎo)電物質(zhì)，切割過(guò)程中需要有切削冷卻液，所以向紙張、皮革等不導(dǎo)電、怕水、怕切削冷卻液污染的料就切不了了。

切割厚度對(duì)比


激光切割碳鋼在工業(yè)上的應(yīng)用一般為20mm以下。切割能力一般40mm以下。不銹鋼工業(yè)應(yīng)用一般在16mm以下，切割能力一般在25mm以下。而且隨著工件厚度的增加，切割速度明顯下降。


水切割的厚度可以很厚，0.8-100mm，甚至更厚的材料。


等離子切割厚度0-120mm，最佳切割質(zhì)量范圍厚度在20mm左右的等離子系統(tǒng)性價(jià)比最高。


線切割厚度一般為40～60mm，最厚可達(dá)600mm。

切割速度對(duì)比


用功率為1200W的激光切割2mm厚的低碳鋼板，切割速度可達(dá)600cm/min；切割5mm厚的聚丙烯樹脂板，切割速度可達(dá)1200cm/min。電火花線切割能達(dá)到的切割效率一般為20～60平方毫米/分，最高可達(dá)300平方毫米/分；明顯，激光切割速度快，可以用于大批量生產(chǎn)。


水切割速度那是相當(dāng)?shù)穆?，不適合批量大規(guī)模生產(chǎn)。


等離子切割的切割速度慢，相對(duì)精度低，更適合切割厚板，但端面有斜度。


對(duì)金屬的加工，線切割有更高的精度，但速度很慢，有時(shí)需要用其它方法另外穿孔、穿絲才能進(jìn)行切割，而且切割尺寸受到很大局限。

切割精度對(duì)比


激光切割切口細(xì)窄，切縫兩邊平行并且與表面垂直，切割零件的尺寸精度可達(dá)±0.2mm。


等離子能達(dá)到1mm以內(nèi)。


水切割不會(huì)產(chǎn)生熱變形，精度為±0.1mm，若使用動(dòng)態(tài)水切割機(jī)可提高切割精度，切割精度可達(dá)±0.02mm，消除切割斜度。


線切割加工精度一般為±0.01～±0.02mm，最高可達(dá)±0.004mm。

切縫寬度對(duì)比


激光切割相比等離子切割更精密，切縫小，在0.5mm左右。


等離子切割切縫較激光切割大，在1-2mm左右。


水切割的切縫大約比刀管直徑大10%，一般在0.8-1.2mm。隨著砂刀管的直徑擴(kuò)口，其切口也就愈大。


線切割的切縫寬度最小，一般在0.1-0.2mm左右。

切割表面質(zhì)量對(duì)比


激光切割的表面精糙度沒(méi)有水切割好，越厚的材料越明顯。


水切割不會(huì)改變切割縫周邊材料的質(zhì)地（激光屬于熱切割，會(huì)改變切割區(qū)域周邊的質(zhì)地）。

生產(chǎn)投入成本對(duì)比


1）激光切割機(jī)不同用途的機(jī)型有不同的價(jià)格，便宜的如二氧化碳激光切割機(jī)也只要兩三萬(wàn)，貴的如1000W的光纖激光切割機(jī)現(xiàn)在要一百多萬(wàn)。激光切割則沒(méi)有耗材，但設(shè)備投資成本在所有的切割方式中是最高的，而且不是高了一點(diǎn)點(diǎn)，使用維護(hù)成本也相當(dāng)高。


2）等離子切割機(jī)相對(duì)于激光切割機(jī)來(lái)說(shuō)要便宜的多，根據(jù)等離子切割機(jī)的功率、品牌等不同，價(jià)格不等，使用成本較高，基本上只要能夠?qū)щ姴牧隙寄芮懈睢?/section>


3）水切割設(shè)備成本僅次于激光切割，能耗高，使用維護(hù)成本也較高，切割速度沒(méi)有等離子快，因?yàn)樗械哪チ隙际且淮涡缘?，用過(guò)一次就排放到大自然中去了，因此帶來(lái)的環(huán)境污染也比較嚴(yán)重。


圖片


4）線切割一般都在幾萬(wàn)塊左右。但線切割是有耗材的，鉬絲、切削冷卻液等。線切割常用的有兩種絲，一種是鉬絲（鉬可貴呀），用于快走絲設(shè)備，優(yōu)點(diǎn)是鉬絲可以重復(fù)使用多次；另一種是用銅絲（反正比鉬絲便宜多了），用于慢走絲設(shè)備，缺點(diǎn)是銅絲只能用一次。另外，快走絲機(jī)遠(yuǎn)比慢走絲機(jī)便宜，一臺(tái)慢走絲的價(jià)格等于5、6臺(tái)快走絲了。

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激光應(yīng)用激光切割焊接清洗
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