近幾年，隨著數控等離子切割機切割技術日趨成熟，具有切割速度快、質量好的數控等離子切割設備已逐漸被企業所采用，同時，等離子消耗品價格的相互競爭，使得等離子切割成本進一步降低，目前可以肯定，數控等離子切割設備在1~30mm金屬板材切割中完全能夠取代數控火焰切割，并具有更大的優越性。
從切割方式來看，目前市面上數控切割機主要的用到的有火焰切割與等離子切割兩種，用戶企業對切割方式的選擇除依據材料切割厚度外，在切割成本上也將成為重要的參考標準。 下面以切割低碳鋼，厚度分別為6mm、20mm、25mm直徑為500的圓盤為例，比較分析采用美國飛馬特AutoCut200機用等離子與數控火焰切割機在相同厚度下切割的綜合經濟分析。
一、生產效率
材料:低碳鋼
|
工藝 |
厚度(mm) |
切割速度(mm/min) |
單件下料時間(分鐘) |
下料件數(小時) |
|
等離子 |
6 |
3000 |
0.52 |
115 |
|
20 |
1900 |
0.8 |
75 |
|
|
25 |
1300 |
1.21 |
50 |
|
|
火焰 |
6 |
600 |
2.62 |
23 |
|
20 |
400 |
4.1 |
15 |
|
|
25 |
380 |
4.13 |
14 |
結論:
等離子切割6mm鋼板的效率是火焰切割的115/23=5倍
等離子切割20mm鋼板的效率是火焰切割的75/15=5倍
等離子切割25mm鋼板的效率是火焰切割的50/14=3.6倍
二、生產成本
火焰切割適用于碳板，對于不銹鋼、鋁、銅等有色金屬，火焰無法切割。切割厚度在200MM以內，配備特殊割嘴最大切割可達到350MM，另外由于火焰切割熱量發散，對于5MM以下材料切割存在切割變形較大的問題。按8小時連續切割時間計算，在切割成本上，以乙炔氧為例，將損耗一瓶乙炔，四瓶氧氣，按目前市面售價，乙炔氣78元/瓶，氧氣16元/瓶，則8小時工作成本為:78元/瓶*1瓶+16元/瓶*4瓶=142元。
等離子切割適用于不銹鋼、鋁、銅等有色金屬，在切割厚度上，按目前等離子電源廠家提供的產品參數，等離子切割可以達到100MM，但相應切割成本將呈倍數放大，再此不作參考。實際切割中，等離子切割針對10MM以上材料將需要考慮等離子電源成本，目前等離子切割在20MM以下較為普遍，具有切割速度快，變形尺度小等特點。在厚板切割中，割口存在V型坡口。，在切割成本上，以6KW等離子電源為例，在切割20MM以下材料時，損耗成本為每小時6KW用電，8小時工作用電為48KW，工業用電平均計價1.20元/度，則電費共計57.6元。另外中上等質量電極，噴嘴每套20元左右(國產)，根據切割材料厚度，20MM以內8小時平均損耗在1.5-2.5個左右，則8小時工作累計成本在87.6-107.6元，均價97.6元。
三、切割質量
等離子切割在切割6mm至25mm(最厚30mm)不同厚度的低碳鋼時，掛渣少、切割面光潔度優于Ra12.5μm、工件熱變形小等，并且切口具有良好的可焊接性，切割16mm以下鋼板的各項質量指標更要明顯優于火焰切割。
四、綜合分析
等離子與火焰切割效率與成本比較列表:
|
板厚 |
內容 |
氧-乙炔 |
氧-混合氣 |
等離子 |
|
6mmф500圓盤 |
切割速度(mm/min) |
600 |
600 |
3000 |
|
每小時件數(件) |
23 |
23 |
115 |
|
|
每小時成本(元) |
15.88 |
13.38 |
61.33 |
|
|
每米成本(元) |
0.45 |
0.38 |
0.34 |
|
|
每件成本(元) |
0.69 |
0.58 |
0.53 |
|
|
20mmф500圓盤 |
切割速度(mm/min) |
400 |
400 |
1900 |
|
每小時件數(件) |
15 |
15 |
75 |
|
|
每小時成本(元) |
17.67 |
15.29 |
70.46 |
|
|
每米成本(元) |
0.74 |
0.64 |
0.62 |
|
|
每件成本(元) |
1.178 |
1.02 |
0.95 |
|
|
25mmф500圓盤 |
切割速度(mm/min) |
380 |
380 |
1300 |
|
每小時件數(件) |
14 |
14 |
50 |
|
|
每小時成本(元) |
20.17 |
17.67 |
70.46 |
|
|
每米成本(元) |
0.89 |
0.78 |
0.9 |
|
|
每件成本(元) |
1.44 |
1.26 |
1.41 |
綜合上述分析，同等時間內等離子切割成本約占火焰切割成本的69%，采用等離子切割工藝，在切割6~25mm鋼板時，比氧-乙炔切割成本降低了23~41%，比氧-混合氣切割成本降低了10~34%，而效率卻提高了260%~400%。可見，在中薄板切割中，采用等離子切割工藝雖然一次性投資大，但所獲得的綜合效益卻是相當可觀的。
但從用戶企業購買角度出發，還需要考慮切割頻率、數量以及設備購買成本等方面因素，同時對于切割操作工的切割經驗也有較大關系，用戶企業在選擇購買數控切割設備時，還需聽取專業人士意見。
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