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1、等离子切割与激光切割工艺及成本分析等离子切割与激光切割工艺及成本分析等离子切割与激光切割工艺及成本分析等离子切割与激光切割工艺及成本分析第34卷第4期2011年7月20日电力机车与城轨车辆Ec￡rLocomotives&MassTransitVehielesVo1.34No.4Ju1.20th,2011?建议探讨?等离子切割与激光切割工艺及成本分析周铨(南车株洲电力机车有限公司投资规划部,湖南株洲412001)摘要:文章阐述了等离子切割和激光切割两种切割方式的工作原理,对两种切割方式的基本工艺和
2、成本进行了分析,在综合比较两种切割工艺的基础上提出了相关使用建议.关键词:等离子;激光;切割工艺;成本比较中图分类号:TG48文献标识码:B文章编号:1672—1187(2011)04—0072—021等离子切割与激光切割工作原理等离子切割机是一种新型的热切割设备,它的工作原理是以氧气或氮气为工作气体,利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属局部熔化和蒸发,并借高速等离子流的动量排除熔融金属以形成割缝的一种加工方法.激光切割的原理是,激光束通过激光发生器产生后由全反射镜传递并通过聚焦镜照射到加工工件上
3、,加工工件在激光斑点的照射下,产生局部高温(达到10000℃以上),使工件的被加工点瞬时融化或者汽化从而形成割缝.同时用一定压力的辅助气体将割缝处的残余熔渣吹除.配合激光头的运行轨迹最终达到加工的目的2等离子切割与激光切割工艺比较等离子切割机可用于不锈钢,铝,铜,铸铁,碳钢等各种金属材料切割,等离子切割以中厚板切割为主,以260A的等离子电源为例,最大切割厚度可达60mm.等离子切割切割速度快,切缝狭窄,切口平整,热影响区小,工件变形小,运行成本低,具有显着的节能及经济效果,其缺点是断面垂直度有0.5.
4、～1.5.倾斜角,切割断面硬化.激光切割以中薄板为主,以4000W激光为例,最大可切25mm左右普通碳钢.激光切割机除用于切割碳钢,不锈钢,铝合金等材料外,还可用于切割各种高熔点材料,耐热合金和超硬合金等特种金属材料,也可切割半导体材料,非金属材料以及复合材料.激光因其具有几乎无发散的方向性,具有极高的发光强度,激光切收稿日期:2011-02—20-72-割速度快,加工精度高,切缝狭窄,切口光滑,热影响区小,切割板材变形小,切割表面无损伤,一般不需后续加工.等离子切割与激光切割基本工艺参数对比见表1.表
5、1等离子切割与激光切割基本工艺参数对比表一3等离子切割与激光切割成本分析以切割10mm普通碳钢板为例.等离子切割与激光切割两种切割工艺成本分析如表1所示.根据上表中的数据分析,按设备年时基数3860h计算,等离子切割机的运行成本为97.65元/l1,激光切割机的运行成本为263.73元/h.按精细等离子切割和4kW激光的切割速度分别为3.4m/min和1.5m/min计算,精细等离子切割成本为0.48元/m,激光切割成本为2.9元/m.4综合比较及建议等离子切割和激光切割都有其适用的领域.激光切割除可用
6、于切割碳钢,不锈钢等材料外,还可切割各种高熔点材料,耐热合金和超硬合金等特种金属材料以及半导体材料,非金属材料和复合材料,其切割应用周铨?等离子切割与激光切割工艺及成本分析?2011年第4期表1等离子切割与激光切割成本分析注:上述成本分析中未考虑人工成本,管理费用,利税等因素.范围更广.尤其在薄板切割.切割效率要求高和热变形要求小的情况下,激光切割具有突出的优越性.而就切割成本而言,等离子切割机相对于激光切割机来说要便宜得多.综上所述.在等离子切割与激光切割的工艺选择问题上建议如下:1)对于一般的钣金切
7、割领域,如果对加工精度要求不是很高的情况下,选用等离子切割性价比更高.2)对于板厚在6mm以下的材料,考虑到等离子切割相对于激光切割热变形要大,为防止工件受热变形后碰撞割炬,一般不选用等离子切割.而选用激光进行..S屯.址.喜屯-址.S屯L.善.5止.S屯..S.S止S屯.’也.龇—J-.S止(上接第49页)6)电度表计量系统和高压电器的控制线均使用屏蔽线:7)端子连接器上采用屏蔽线压线框结构.4安全防护设计机车部件应保证机车人员的安全性免遭机车里有害危险生产因素的影响,比如高压电源,高温设备等因素,因
8、此在列车供电柜的设计中需要考虑安全防护设计.列车供电柜具有完善的安全防护措施,包括高压安全连锁装置,火灾报警装置,柜体结构防护和接地防护.高压安全连锁装置由机械联锁装置和电路安全联锁装置组成,保证了车内高压设备在完全处于安全防护状态时,才允许升起受电弓.启动机车.火灾报警系统可通过探测柜内的火灾源.通过网络送到司机室监控系统.进行声光报警.提示司机.柜体结构采用全封闭的箱式结构,在联锁装置未打开时,柜体除电度表系统外,其他电器元件均处于无法
