Previous Next

ESABi teabekeskus

Mis on parim moodus teraslehe lõikamiseks?

Gaas-, plasma-, laser- või vesijugalõikamine

Karastamata teraslehe lõikamiseks on mitmeid viise. Osa neist sobib automatiseerimiseks ja osa mitte. Mõned sobivad õhema ja mõned paksema lehe puhul. Mõned on kiired, mõned aeglased. Mõned on odavad, mõned kallid. Ja mõned on täpsed, teised mitte. Selles artiklis tehakse kiire ülevaade neljast põhimeetodist, mida kasutatakse arvjuhtimisega vormilõikamisseadmetes, võrreldakse iga protsessi tugevaid ja nõrku külgi ning seejärel esitatakse mõned kriteeriumid, mille alusel on võimalik otsustada, milline protsess on teie kasutusotstarbe jaoks parim.

Gaaslõikamine
Gaaslõikamine on vaieldamatult vanim lõikamisprotsess, mida saab karastamata terase puhul kasutada. Üldiselt loetakse seda lihtsaks protsessiks ning selle seadmed ja tarvikud on suhteliselt odavad. Gaasipõleti suudab läbi lõigata väga paksust lehest, põhiliselt piirab seda üksnes võimalik tarnitav hapnikukogus. Pole sugugi ebaharilik, kui gaasipõletiga lõigatakse läbi 900- või isegi 1200 mm terasleht. Kui aga rääkida teraslehe vormilõikamisest, tehakse valdav osa tööst 300 mm paksuse ja õhema lehega.

Nõuetekohaselt reguleeritud gaasipõleti annab tulemuseks sileda täisnurkselt lõigatud pinna. Allserval esineb vähe räbu ja ülaserv on eelkuumutusleegist ainult veidi kumer. Sellist pinda saab ilma edasise töötluseta kasutada väga mitmesugusel otstarbel.

Gaaslõikamine sobib ülihästi 25 mm paksema teraslehe lõikamiseks, ent seda saab mõningaste raskustega kasutada kõigi väiksemate paksuste korral (kuni umbes 6mm paksuse leheni). See on suhteliselt aeglane protsess: 25mm paksuse materjali puhul on lõikamiskiirus ligikaudu 500 mm minutis. Gaaslõikamise hea külg on see, et hõlpsalt saab lõigata mitme põletiga korraga, mis mitmekordistab tootlikkuse.

Plasmalõikamine
Plasmalõikamine on protsess, mis sobib suurepäraselt karastamata teraslehe lõikamiseks, pakkudes gaaslõikamisest palju suuremat kiirust, ent tuues osaliselt ohvriks serva kvaliteedi. Sellest aspektist on plasmalõikamine mõneti keeruline. Serva kvaliteedi seisukohast on olemas ideaalpunkt, mis olenevalt lõikamisel kasutatavast voolutugevusest jääb üldiselt 6 ja 40mm vahele. Kui terasleht on tõeliselt õhuke või päris paks (väljaspool äsja mainitud vahemikku), hakkab serva üldine täisnurksus kannatama, ehkki serva sileduse ja räbu poolest võivad tulemused olla endiselt üsna head.

Gaasipõletiga võrreldes võivad plasmaseadmed olla kallivõitu, sest terviksüsteemi jaoks on vaja elektritoidet, vesijahutust (üle umbes 100 A süsteemide puhul), gaasi reguleerimist, põletijuhtmeid, ühendusvoolikuid ja -kaableid ning põletit ennast. Ent tänu plasmalõikamise suuremale tootlikkusele gaaslõikamisega võrreldes tasub süsteem end üsna kiiresti ära.

Plasmalõikamisel saab kasutada mitut põletit korraga, ent lisakulutuste tõttu piirdutakse tavaliselt kahe põletiga. Mõned kliendid valivad siiski tervelt kolme või nelja plasmasüsteemi kasutamise ühel seadmel, kuid enamasti toimivad nii vaid tipptootjad, kes lõikavad ühte ja sama osa suures koguses, et toetada tootmisliini.

Laserlõikamine
Laserlõikamise protsess sobib kuni umbes 32 mm mõõtepaksusega karastamata terase lõikamiseks. 25 mm barjäärist kõrgemal peab protsessi töökindluse tagamiseks kõik olema täpselt õige, sealhulgas materjal (laseriklassi teras), gaasi puhtus, düüsi seisukord ja laserkiire kvaliteet.

Laserlõikamine ei ole väga kiire protsess, sest karastamata terase puhul on põhimõtteliselt tegu lihtsalt põlemisprotsessiga, mis kasutab eelkuumutusleegi asemel fookustatud laserkiire äärmiselt suurt kuumust. Seetõttu on kiirus piiratud raua ja hapniku vahelise keemilise reaktsiooni kiirusega. Laserlõikamine on aga ülitäpne protsess. See tekitab väga kitsa sisselõike ning suudab tänu sellele lõigata äärmiselt täpseid kontuure ja korrektseid väikeseid avasid. Serva kvaliteet on tavaliselt ülihea, väga väikeste sakkide ja venimisjoontega, servad on hästi täisnurksed ning räbu esineb vähe või üldse mitte.

Veel on laserlõikamise juures suurepärane protsessi töökindlus. Tarvikute kasutusiga on väga pikk ja masina automatiseeritus väga hea, nii et paljud laserlõikamise toimingud saab teha n-ö kustutatud tuledega. Kujutage ette, et seate lauale valmis 2 × 6 m mõõduga 15mm teraslehe, vajutate käivitusnuppu ja lähete õhtut veetma. Kui hommikul tagasi tulete, võivad sajad detailid olla juba lõigatud ja väljavõtmiseks valmis.

Kiire tekitamise keerukuse tõttu ei võimalda CO2 laserid lõigata samal masinal mitme lõikepeaga. Fiiberlaserite puhul on aga mitme lõikepea kasutamine võimalik.

Vesijugalõikamine
Vesijugalõikamine toimib karastamata terasel samuti väga kenasti, andes tulemuseks sileda ja äärmiselt täpse lõike. Vesijugalõikamise täpsus võib ületada laserlõikamise oma, sest serva siledus võib olla parem ja puuduvad kuumusest tingitud moonutused. Samuti ei ole vesijugalõikamise puhul sellist paksusepiirangut nagu laser- ja plasmalõikamisel. Praktikas on vesijugalõikamisel piiriks 150– 200 mm nii paksu tooriku lõikamiseks kuluva aja tõttu ning seetõttu, et veejuga kipub hajuma.

Vesijugalõikamise puudus on selle kasutamise kulukus. Kiirenduspumba kõrge hinna tõttu on esmased kulud seadmetele tavaliselt veidi suuremad kui plasmalõikamisel, aga mitte nii suured kui laserlõikamisel. Ent vesijugalõikamise tunnihind on palju kõrgem, peamiselt lõikesse lisatava granaatabrasiivi tõttu.

Vesijugalõikamine võimaldab kasutada mitut lõikepead ja seda saab teha isegi üheainsa kiirenduspumbaga. Iga lisalõikepea jaoks on aga vaja täiendavat veevoolu, mis nõuab kas võimsamat pumpa või väiksemat ava.

Otsustamiskriteeriumid

Kuidas otsustada, millist protsessi on kõige parem kasutada?

1. Alustage paksusest:
  • õhem kui 2 mm: kasutage laserlõikamist;
  • õhem kui 3 mm: kasutage plasma- või laserlõikamist;
  • õhem kui 6 mm : kasutage vesijuga-, plasma- või laserlõikamist;
  • üle 200 mm: kasutage gaaslõikamist;
  • üle 50 mm: kasutage gaas- või vesijugalõikamist;
  • üle 32 mm: kasutage plasma-, gaas- või vesijugalõikamist.
2. Mõelge läbi täpsus- ja servakvaliteedi nõuded.
  • Kas plasmalõikamise servakvaliteet on teile vastuvõetav? Enamikku terasplekist tooteid saab plasmalõikamist kasutades suurepäraselt keevitada.
  • Kas gaas-, plasma- või laserlõikamise kuumusest mõjutatud tsoon on teile vastuvõetav? Kui mitte, kasutage vesijugalõikamist.
3. Kaaluge, kumb on tähtsam: tootlikkus või hind?
  • Kui kõige olulisem on tootmise kiirus, siis ärge valige vesijugalõikamist.
  • Kui kõige tähtsamad on väike alginvesteering ja väikesed kasutuskulud, siis valige gaaslõikamine.

Kaalukeeled

Lubatavad piirid teiseste toimingute jaoks
  • Kas võite lubada, et lehe aluspinnal esineb aeg-ajalt räbu? Kui mitte, kasutage vesijuga- või laserlõikamist.
  • Kas teisesed toimingud nõuavad täiuslikult ümmargusi avasid? Kui jah, kasutage vesijuga- või laserlõikamist.
Mitu tööriista

Kas detaile on võimalik lõigata kahe, nelja või rohkema põletiga? Gaaslõikamine on plasma- või laserlõikamisest kiirem. Mitme plasmapõletiga lõikamine on võimalik, aga läheb kalliks, kui arvestate alginvesteeringut kogu seadmestikku. Vesijugalõikamise puhul saab ühe kiirenduspumbaga käitada mitut veejoadüüsi, kui ostate pumba, mille voolukiirus on mitme lõikepea toetamiseks piisavalt suur. Laserlõikamisel on lõikepeade arv tavapäraselt piiratud ühega, kuigi fiiberlaser pakub võimalust kasutada korraga mitut lõikepead.

Segaduse tekitajad
Mitme protsessiga lõikamise mõte – kahe eelnimetatud lõikamisprotsessi kasutamine ühe detaili juures – on üks lisakaalutlus, mis lööb segi igasugused arvutused. Kõige loogilisemalt saab ühendada vesijuga- ja plasmalõikamise või vesijuga- ja gaaslõikamise. Uus fiiberlaseri tehnoloogia võimaldab nüüd ühendada laser- ja plasmalõikamise või laser- ja gaaslõikamise. Mitme protsessiga lõikamise eelis on võimalus kasutada mõne piirjoone puhul aeglasemat ja täpsemat protsessi, kuid seejärel minna teiste piirjoonte puhul üle kiiremale ja odavamale protsessile. Tulemuseks on detailide tootmine vajaliku täpsusega, kuid palju madalama hinnaga kui suure täpsusega protsessi kasutamisel kogu detaili lõikamiseks.

Kokkuvõte
Nende nelja protsessi paksusevahemiku ja võimaluste kattumise tõttu on raske valida, millist neist kasutada mingi konkreetse karastamata terasest detaili puhul. Seetõttu hangivad tööstusettevõtted või terasega tegelevad teeninduskeskused, kes peavad olema suutelised lõikama väga mitmesugust materjali, lõpuks sageli masinad, mis on varustatud kahe või enama lõikamisprotsessiga. Mõnikord on ainuke viis välja selgitada, milline protsess on konkreetse detaili jaoks optimaalne, proovida mitut erinevat moodust ja vaadata, milline neist toimib kõige paremini.

x
x

x

Loading..