FIBER LASER VS PLASMA: Những điều bạn cần xem xét khi đầu tư

1: SỰ PHÂN CHIA TÀI LIỆU CỦA BẠN BÂY GIỜ VÀ TRONG TƯƠNG LAI LÀ GÌ?

Tính linh hoạt của vật liệu không phải là yếu tố mua hàng có thể dễ dàng định lượng, tuy nhiên, điều cực kỳ quan trọng là phải xem xét phạm vi vật liệu và độ dày mà bạn cần cắt hiện tại và trong tương lai.Về tính linh hoạt của vật liệu, máy plasma và laser cực kỳ giống nhau. Yếu tố khác biệt chính là phạm vi độ dày và chất lượng cắt .

Máy plasma chỉ cắt được vật liệu dẫn điện. Máy laser sợi quang cũng bị giới hạn đối với kim loại (bước sóng 1,06 μm của laser sợi quang không thể được hấp thụ bởi phi kim loại). Bảng 2 cung cấp một bản tóm tắt.

*Mặc dù về mặt kỹ thuật, có thể cắt các vật liệu phản chiếu như đồng và đồng thau bằng máy laser sợi quang, nhưng tuổi thọ của vật tư tiêu hao (cụ thể là cửa sổ bảo vệ) sẽ giảm đáng kể và phản xạ theo thời gian có thể gây hư hỏng cho các thành phần quang học trong quá trình cắt đầu, do đó, không nên cắt những vật liệu như vậy trong thời gian dài.

Bảng 2: Tóm tắt tài liệu

Vì chỉ riêng vật liệu không loại bỏ cả hai công nghệ, độ dày vật liệu là điều tiếp theo cần xem xét. Nói chung, nếu bạn chủ yếu cắt các vật liệu mỏng (<10 mm), laser sợi quang có thể sẽ là lựa chọn mặc định của bạn do tốc độ. Bất cứ thứ gì dày hơn và máy plasma là lựa chọn tiết kiệm chi phí hơn. Nếu phần lớn vết cắt của bạn lớn hơn 25 mm, thì máy plasma có thể là lựa chọn duy nhất, hoặc thay vào đó là tia nước. 

Phạm vi độ dày chính xác của máy plasma và laser sợi quang sẽ khác nhau tùy thuộc vào cường độ dòng điện của nguồn plasma và công suất của tia laser trong đó cường độ/công suất càng cao thì phạm vi cắt càng lớn.

Bảng 3 và 4 đưa ra ý tưởng về loại phạm vi cắt mà bạn có thể mong đợi đối với cường độ/công suất thấp, trung bình và cao. Đôi khi, đặc biệt là đối với các hệ thống plasma, có thể vượt quá độ dày được liệt kê bên dưới bằng cách sử dụng các kỹ thuật đặc biệt như Edge Start, mặc dù vậy, điều này sẽ tạo ra một cạnh cắt thô với lượng xỉ đáng kể.

Bảng 3: Phạm vi cắt plasma

Bảng 4: Phạm vi cắt laser

2: BẠN CẦN CHẤT LƯỢNG VƯỢT TRỘI NÀO CHO QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT CỦA MÌNH?

Đối với một số nhà sản xuất, chất lượng cắt là yếu tố quan trọng nhất khi họ cân nhắc mua một máy cắt mới. Đối với những người khác, tốc độ và giá cả có thể là ưu tiên cao hơn. Chúng tôi đã chia chất lượng cắt cạnh thành 3 phần:● Độ vuông góc của cạnh đã hoàn thiện
● Độ dính thô vào đáy vết cắt
● Cạnh cắt

độ vuông vắn

Độ vuông góc của vết cắt được định nghĩa là độ lệch đo được của cạnh cắt so với phương vuông góc. Điều này được xác định bởi ISO 9001, trong đó 1 cho biết độ lệch ít nhất và 5 là nhiều nhất.

Laser sợi quang có thể tạo ra vết cắt gần như vuông và có thể được phân loại thành ISO 1.

Cắt plasma sẽ luôn tạo ra một vết cắt có góc vát nhẹ. Đường cắt vuông góc nhất luôn đạt được ở phía bên phải của plasma so với hướng cắt (do đó tại sao các biên dạng bên trong luôn được cắt ngược chiều kim đồng hồ và các biên dạng bên ngoài cắt theo chiều kim đồng hồ). Việc phân loại ISO chính xác sẽ phụ thuộc vào hệ thống plasma và sẽ xuống cấp cùng với vật tư tiêu hao.

Một vết cắt plasma điển hình sẽ có hình dạng hơi lõm trên cạnh cắt. Một hệ thống plasma thông thường (tức là Powermax) sẽ luôn có một số góc vát trong phạm vi ISO 4 – 5. Các hệ thống plasma gần đây (tức là XPR ) có thể đạt được các vết cắt nhất quán trong phạm vi ISO 2 trên các vật liệu mỏng hơn (<10 mm ) và ISO 3 cho mọi thứ dày hơn. Thay đổi điện áp hồ quang (và do đó chiều cao mỏ cắt) có thể giúp điều chỉnh cho bất kỳ góc vát nào, tức là nếu quá nhiều vật liệu được loại bỏ khỏi đỉnh của vết cắt (góc vát dương), thì mỏ hàn sẽ quá cao khi nhiều vật liệu được lấy ra khỏi đáy của vết cắt (góc vát âm), mỏ cắt quá thấp.

Dross tuân thủ

Dross được định nghĩa là chất thải kim loại không mong muốn chưa được đẩy ra khỏi vết cắt hình thành ở mặt dưới của vết cắt.

Chất lượng cắt của laser sợi quang phụ thuộc vào công suất của laser và các thông số cắt (tốc độ cắt, khí cắt, áp suất khí, kích thước vòi phun, v.v.). Hình 1 cho thấy hình dạng tương tự, 10 mm Thép không gỉ 304 trên tia laser 6 kW và 10 kW, trong đó cặn bẩn giảm rõ rệt khi công suất laser tăng lên.

Hình 1: 10 mm Inox 304 a) 6 kW vs b) 10 kW

Theo nguyên tắc chung, bạn có thể thấy vết cắt không có cặn lên đến 4 mm đối với tia laser 2 kW, 6 mm đối với tia laser 6 kW và 8 mm đối với tia laser sợi quang 10 kW. Tuy nhiên, một lần nữa, điều này phụ thuộc vào các thông số cắt và những gì đã được ưu tiên: tốc độ, chất lượng cắt hoặc kết hợp cả hai. 

Laser sợi quang, đối với thép nhẹ, sử dụng cả nitơ và oxy làm khí cắt. Nói chung, nitơ được sử dụng cho các tấm mỏng hơn (đối với laser 2 kW lên đến 4 mm và laser lên đến 8 mm 10 kW). Cắt bằng nitơ tạo ra kết quả cắt vượt trội và cho phép tốc độ cắt cực nhanh điển hình của laser sợi quang. Có thể cắt các vật liệu dày hơn bằng nitơ khi cần quan tâm đến tốc độ và/hoặc hiệu ứng nhiệt. Trên điểm chuyển tiếp, cắt bằng nitơ sẽ tạo ra nhiều cặn hơn (xem Hình 2 và 3).

Hình 2: Thép mềm 10 mm 275, 6 kW a) Nitơ so với b) Oxy

 

Hình 3: Thép mềm 10 mm 275, 10 kW, a) Nitơ so với b) Oxy

Cũng giống như laser, các thông số cắt cho máy plasma có thể được thay đổi để ưu tiên tốc độ hoặc chất lượng cắt. Cắt quá chậm sẽ tạo ra cặn nặng, sủi bọt ở mặt dưới của vết cắt khi hồ quang plasma bắn về phía trước nhưng sẽ khá dễ loại bỏ. Trong khi đó, cắt quá nhanh có thể dẫn đến các hạt tuyến tính dọc theo vết cắt được hàn vào đáy do hồ quang plasma bị trễ và thường khó loại bỏ.Phạm vi tốc độ lý tưởng đạt được sự cân bằng giữa năng suất và vết cắt hầu như không có cặn. Ngay cả khi tốc độ là ưu tiên hàng đầu của bạn, bạn vẫn có thể thường xuyên đạt được các vết cắt không có cặn nhưng chất lượng lưỡi cắt sẽ bị giảm. Nếu chất lượng lưỡi cắt là ưu tiên hàng đầu của bạn, thì tốc độ cắt chậm hơn là cần thiết, trong khi lưỡi cắt sẽ tuyệt vời thì có thể có một số cặn bẩn hình thành do tốc độ chậm hơn.

cắt cạnh

Máy plasma sẽ luôn tạo ra các cạnh cắt mượt mà hơn so với máy laser sợi quang do kích thước điểm lớn hơn của chúng. Dưới đây chúng tôi đã bao gồm các hình ảnh về lưỡi cắt mà bạn có thể mong đợi từ cả laser sợi quang và plasma cho cả thép nhẹ và thép không gỉ có độ dày khác nhau.

Laser sợi quang – Thép không gỉ

Hình 4: Laser 10 mm Inox 304, 6 kW

 

Hình 5: Laser 15 mm Inox 304, 6 kW

 

Hình 6: 20 mm Inox 304. Laser 6 kW

 

Hình 7: 25 mm Inox 304, laser 6 kW

 

Hình 8: 30 mm Inox 304, Laser 10 kW

 

Plasma – Thép không gỉ

Dưới đây chúng tôi đã bao gồm hình ảnh của thép không gỉ cắt plasma sử dụng kết hợp khí cắt và khí bảo vệ khác nhau (N2/N2 so với Hỗn hợp/N2). Phần hỗn hợp của khí là sự kết hợp của argon và hydro. Điều này tạo ra vết cắt sạch hơn như minh họa trong hình bên dưới, tuy nhiên, chi phí xăng cao hơn. Để lưu ý, chúng tôi đã viết một bài viết riêng về mọi thứ bạn cần biết về cắt plasma thép không gỉ .

Hình 9: 10 mm Inox 304, 130A a) N2/N2 vs b) Hỗn hợp/N2

 

Hình 10: Inox 304 15 mm, 130A a) N2/N2 vs b) Hỗn hợp/N2

 

Laser sợi quang – Thép nhẹ

Hình 11: Thép mềm 10 mm 275, 6 kW

 

Hình 12: Thép mềm 15 mm 275, 6 kW

 

Hình 13: Thép nhẹ 20 mm 275

 

Hình 14: Thép nhẹ 25 mm 275

 

Plasma – Thép nhẹ

Hình 15: Thép nhẹ 10 mm 275, 130A

 

Hình 16: Thép nhẹ 15 mm 275, 170A

 

Hình 17: Thép mềm 20 mm 275, 300 A

 

Hình 18: Thép mềm 25 mm 275, 300 A