Jaki jest najlepszy sposób cięcia płyty stalowej?

Wybór najlepszej metody cięcia płyty stalowej

Czy istnieje najskuteczniejszy sposób na przecięcie stalowej płyty? Odpowiedź jest prosta: to zależy. Należy wziąć pod uwagę zastosowanie, wymaganą prędkość i grubość ciętej stalowej płyty lub arkusza. Po rozważeniu tych kwestii możesz wybrać jedną z czterech metod cięcia płyty stalowej na maszynie CNC.

Wybór między cięciem tlenowo-paliwowym, plazmowym, laserowym lub strumieniem wody

Metoda tlenowo-paliwowa

Cięcie palnikiem tlenowo-paliwowym lub cięcie płomieniowe to najstarsza metoda cięcia stali niskostopowej. Ogólnie rzecz biorąc, jest to prosty proces, a sprzęt i materiały eksploatacyjne są stosunkowo niedrogie.
Palnik tlenowo-paliwowy może ciąć bardzo grubą płytę stalową, a ograniczenia wynikają przede wszystkim z ilości dostarczanego tlenu. Metoda cięcia tlenowo-paliwowego umożliwia cięcie stali w dowolnym miejscu, o grubości od 91 cm do 121 cm (od 36 do 48 cali). Natomiast w przypadku wycinania kształtów z płyty stalowej większość pracy wykonuje się na płycie o grubości 30 cm (12 cali) lub cieńszej.

Cięcie tlenowo-paliwowe jest również dobrą opcją w przypadku płyt grubszych niż 2,5 cm (1 cal), co więcej można je stosować do płyt nawet o grubości 0,6 cm (1/4 cala). Jest to stosunkowo powolny proces o prędkości około 50 cm (20 cali) na minutę na materiale o grubości 2,5 cm (1 cala). Wydajność można jednak łatwo zwiększyć, stosując kilka palników jednocześnie.

Prawidłowo wyregulowany palnik tlenowo-paliwowy zapewnia gładką, prosto przyciętą metalową powierzchnię. Na dolnej krawędzi znajduje się trochę żużla, a górna krawędź jest tylko nieznacznie zaokrąglona od płomieni podgrzewania. Powierzchnia ta idealnie nadaje się do zastosowań bez dalszej obróbki.

Metoda cięcia łukiem plazmowym

Cięcie łukiem plazmowym to kolejna doskonała metoda cięcia płyt ze stali miękkiej. Cięcie plazmowe zapewnia znacznie większą prędkość niż tlenowo-paliwowe, przy czym na jakości tracą nieco krawędzie.

Optymalny zakres jakości krawędzi wynosi od 0,6 do 378 cm (od 1/4 cala do 1,5 cala). Ogólna jakość krawędzi zaczyna spadać, gdy płyta wychodzi poza ten zakres, mimo że gładkość krawędzi i wydajność żużlu pozostają na dobrym poziomie.

Sprzęt plazmowy jest drogi w porównaniu z palnikiem tlenowo-paliwowym. Kompletny system wymaga zasilacza, chłodnicy wody (w systemach powyżej około 100 A), regulatora gazu, przewodów palnika, węży łączących i kabli oraz samego palnika. W niektórych zastosowaniach większa produktywność może być warta dodatkowych kosztów.

Ponadto pozwala także ciąć z jednoczesnym użyciem więcej niż jednego palnika plazmowego. Często nie jest to jednak tak opłacalne z uwagi na ilość cięć płyt stalowych.

Metoda cięcia laserowego

Cięcie laserowe najlepiej sprawdza się przy cięciu niskostopowej stali od około 3,17 cm (1,25 cala). Poza barierą 2,5 cm (1 cala) wszystko musi być precyzyjne, aby zapewniać niezawodne wyniki pracy, w tym materiał (stal do cięcia laserowego), czystość gazu, stan dyszy i jakość wiązki.

Laser to wolniejszy proces, który wykorzystuje ekstremalne ciepło skupionej wiązki laserowej zamiast płomienia podgrzewania. Dlatego prędkość jest ograniczona przez reakcję chemiczną między żelazem a tlenem.

Oprócz tego, że proces jest wolniejszy, jest również niezwykle dokładny. Tworzy wąską szczelinę, dzięki czemu zapewnia bardzo precyzyjne kontury i dokładne oraz małe otwory. Jakość krawędzi jest doskonała z bardzo małymi ząbkami i nawisami metalu, ostrymi, kwadratowymi krawędziami i małą ilością lub brakiem żużla.

Cięcie laserowe jest również niezwykle niezawodne. Żywotność materiałów eksploatacyjnych jest długa, a automatyzacja maszyny bardzo dobra, dzięki czemu wiele operacji cięcia laserowego można wykonać „bez światła”.

Oznacza to, że możesz załadować na stół płytę o wymiarach 25 cm x 124 cm (10' x 40') o grubości 1,25 cm (1/2"), nacisnąć przycisk „Start” i wrócić do domu na wieczór. Rano będziesz mieć setki części wyciętych i gotowych do rozładowania.

Ze względu na złożoność dostawy wiązki, lasery CO₂ nie nadają się do cięcia wieloma głowicami na tej samej maszynie. Cięcie wieloma głowicami jest jednak możliwe przy użyciu laserów światłowodowych.

Metoda cięcia strumieniem wody

Cięcie strumieniem wody to kolejna korzystna metoda cięcia stali niskostopowej, zapewniająca gładkie i dokładne cięcie. Ze względu na lepszą gładkość krawędzi bez zniekształceń termicznych dokładność może przekraczać efekty cięcia laserowego.

Strumień wody również nie ma ograniczeń co do grubości. Praktyczny limit cięcia strumieniem wody wynosi około 15-20 cm (6-8 cali) ze względu na czas potrzebny na cięcie tej grubości i tendencję strumienia wody do rozchodzenia.

Cięcie strumieniem wody nadaje się do cięcia wieloma głowicami i można je wykonywać nawet używając jednej pompy wzmacniacza. Każda dodatkowa głowica tnąca wymaga jednak dodatkowego przepływu wody z zastosowaniem większej pompy lub mniejszej kryzy.

Jedną z wad cięcia strumieniem wody jest koszt. Początkowe koszty sprzętu są zazwyczaj nieco wyższe niż w przypadku plazmy ze względu na pompę ze wzmacniaczem. Są jednak niższe niż w przypadku lasera. Z drugiej strony koszt godziny działania strumienia wody jest znacznie wyższy ze względu na materiał ścierny (granat) wykorzystywany do cięcia.

4 kroki mające na celu wybór najlepszego sposobu cięcia płyty stalowej

Jak wybrać najlepszy sposób cięcia płyty stalowej według zastosowania? Weź pod uwagę poniższe czynniki.

1. Zacznij od grubości:

• Lasera używa się do stali cieńszej niż 0,2 cm (0,080").
• Plazmy używa się do stali cieńszej niż 0,3 cm (0,125").
• Strumienia wody używa się do stali cieńszej niż 0,6 cm (0,250").
• Cięcia tlenowo-paliwowego używa się, jeśli grubość wynosi ponad 20 cm (8").
• Cięcia tlenowo-paliwowego używa się, jeśli grubość wynosi ponad 5 cm (2").
• Cięcia plazmowego, tlenowo-paliwowego lub strumienia wody używa się, jeśli grubość wynosi ponad 3,1 cm (1,25").

2. Weź pod uwagę wymagania dotyczące dokładności i jakości krawędzi:

• Większość wyrobów z płyty stalowej można spawać za pomocą cięcia plazmowego. W takim przypadku jakość krawędzi może być niższa.
• Jeśli nie możesz dopuścić strefy wpływu ciepła w paliwie tlenowym, plazmie lub laserze, użyj strumienia wody.

3. Weź pod uwagę produktywność vs. Koszt:

• Jeśli najważniejsza jest dla Ciebie szybkość produkcji, unikaj strumienia wody.
• Jeśli najważniejsze są dla Ciebie niskie inwestycje początkowe i niskie koszty eksploatacji, odpowiedzią jest ciecie tlenowo-paliwowe.

4. Dodatkowe uwagi:

• Czy sporadyczny żużel na dnie płyty jest dla Ciebie do zaakceptowania? Jeśli nie, użyj strumienia wody lub lasera.
• Czy operacje wtórne wymagają idealnie okrągłych otworów? Jeśli tak, użyj strumienia wody lub lasera.

Jeśli masz trudności z wyborem najlepszego sposobu cięcia płyty stalowej, nie jesteś sam. Wielu producentów i centrów usług stalowych, które wymagaj cięcia szerokiej gamy materiałów – w tym stali nierdzewnej – często kończy z maszynami wyposażonymi w dwa lub więcej procesów cięcia, jak również szlifierkami kątowymi i innymi narzędziami. W wielu przypadkach najlepszym sposobem określenia optymalnego procesu dla określonych elementów stali, jest metoda prób i błędów.