基本情報

ガス切断プロセス

ガス切断プロセスは最も古く、最も使用されており、炭素鋼、低合金鋼、チタンの切断に適しています。このプロセスは、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケル合金、真ちゅう、銅などの非鉄金属の切断には適していません。切断できる素材の厚みは、標準装備で3mm〜300mm、専用装備で3000mmまで拡大できます。

燃料ガスは性能とコストが異なり、アセチレンは3160°Cで最も高温の炎を生成します。その他のガスには、MAPP2976°C、プロピレン（LPG）2896°C、プロパン 2828°C、天然ガス 2770°Cが含まれます。より低い切断ガス温度は、より長い貫通時間、より遅い移動時間、およびより大きな熱影響部（HAZ）に反映され、燃料ガスタイプの使用を確約する前に、所望の切断性能を達成するために使用される酸素対燃料ガス比に注意してください。さらに、ガスの供給、保管、または安全性の問題が選択に影響を与える可能性があります。切断プロセスは、適切なサイズのノズルが取り付けられたトーチを使用して実行され、燃料ガスと酸素が調整された圧力でトーチに供給され、材料を700°C〜900°Cの温度に予熱します。材料は明るいはずです。色は赤ですが黄色ではありません。これは発火温度として知られています。主酸素ジェットの導入により発熱反応が発生し、鋼が酸化（ドロス）してワークピースに吹き込まれます。最適な切断プロファイル仕上げと再現性を実現するには、CNCシステムの使用をお勧めします。材料には、可能な限り錆びたグリースやその他の汚染物質がなく、正しいノズルサイズ、ガス圧、炎の形状、炎からワークピースまでの高さ、トーチの移動速度が必要です。実稼働前にチェックおよびテストする必要があります。

機械化された切断システムは、重工業、鉄鋼加工、造船所での使用に適しています。ハンド式のガス切断およびガウジングは、スクラップ金属の切断、プロセスプラントおよび船舶の解体など、上記の業界で使用されています。

プラズマ切断プロセス

プラズマアーク切断プロセスは、レビュー中の3つのプロセスの中で最も用途が広く、最も一般的に使用される0.5mmから150mmを超えるさまざまな厚さの炭素鋼、低合金鋼、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケル合金、銅などのすべての導電性材料の切断に適しています。

プラズマアーク切断は、同様の材料/厚さベースでガス切断よりも高速です。プラズマアークにはエアギャップを認識しないという利点があるため、材料を積み重ねたり、ラミネートしたり、ホットディップコーティングしたり、電気メッキしたり、塗装したり、錆びていたりすることができます。ミルスケールの重い材料は、材料が十分に接地されていれば、大きな問題なく切断できます。

プラズマアーク切断には、プラズマアーク電源、トーチ、ガス供給が必要です。最もよく用いられるプラズマアーク電源は30Aから800Aの間で、ガス供給に接続されたトーチが取り付けられています。システムは、シングルガスまたはマルチガスタイプの2つの主要なカテゴリに分類されます。シングルガスシステムは購入コストが低くなる傾向がありますが、炭素鋼や低合金鋼などの材料に許容できる切断仕上げを提供します。より高度なマルチガスシステムは、適切な消耗品とガスの組み合わせを使用してすべての導電性材料を切断するのに適しています。使用されるシングルガスは、通常、クリーンな乾燥圧縮空気または窒素です。使用されるマルチガスは、圧縮空気、酸素、窒素、アルゴン、水素の組み合わせです。

プラズマアークはトーチ内から発生し、高圧ガスは小径オリフィスのノズルから押し出され、プラズマアーク電源により発生した電気アークは高圧ガス流を通過してプラズマジェットを発生します。温度が約20,000°Cの場合、マルチガスの組み合わせを使用することでこの温度を超えることができ、プラズマジェットは溶融金属が吹き飛ばされる材料を急速に貫通します。

ガス切断CNCシステムと同様に、プラズマアークは正しく機能するために設定されたパラメータを必要とし、電流（アンペア数）、ガスの種類/圧力、消耗品–ノズルサイズ/電極、トーチからワークピースの高さ、トーチの移動速度はすべて最終製品の結果に影響します。

ハンド式プラズマアークシステムには追加の汎用性があり、その携帯性により、幅広い作業現場での使用が可能になり、システムはポータブル電源/ CNCキャリッジと組み合わせて使用できます。さらに、ハンド式プラズマアークシステムは、そのガウジング機能、入熱による影響が少なく、費用効果の高い迅速なストック除去のために好まれています。

機械式切断システムは、軽度から重度の製造、鉄鋼加工、造船所での使用に適しています。ハンド式プラズマアーク切断およびガウジングは、スクラップ金属の切断、プロセスプラントおよび船舶の解体など、上記の業界で使用されています。

レーザーはすべてをカットできます。

レーザー切断プロセスは、レビュー中の3つのプロセスの中で最新のものであり、レーザー切断はレーザービームの生成と送信において目覚ましい発展を遂げています。金属切断業界で使用されるレーザービームは、1970年代初頭に、主に航空業界向けにチタンを切断するために酸素レーザージェットが開発されたプロセスから発展しました。それ以来、CO2ガスレーザーは世界で最も人気のあるシステムになり、さらなる開発によりファイバーレーザー切断プロセスが生まれました。ファイバーレーザープロセスは最も進んだ形式であり、現在最高と見なされています。

金属のレーザー切断能力は、時間の経過とともに大幅に増加し、1.0mm炭素鋼を切断する300Wから50mm炭素鋼を切断する20,000Wになりました。12,000Wは、25mm厚の炭素鋼を切断するためのハイエンド標準として認められています。レビュー中の3つの熱プロセスから、レーザーは最も正確なプロセスであり、ミクロンの厚さの材料を上向きに切断し、ホットディップや電気めっき亜鉛メッキ鋼を含むすべての金属を切断しますが、厚さには制限があります。

すべてのパラメータが正しく設定されている場合、プロファイルされた部品は、最小量の2回目の操作、つまり研磨またはリニッシングを必要とします。すべてのレーザーシステムは、クリーンな作業場条件で最高のパフォーマンスを発揮します。溶接、研磨、その他の空気中の汚染物質は、切断の品質とシステムの寿命に影響を与える可能性があります。切断する材料は、清潔で表面の汚染物質がない必要があります。マイクロスパッタの付着を防ぐために使用されます。

レーザービームは、ソリッドステート、CO2ガスまたはファイバー、ファイバーレーザーシステムが最も進んでおり、レーザービームはファイバーを介してヘッドに送信され、ここでの利点はビーム経路の長さが残ることです。一定であるため、ビーム転送デバイスをリセットおよび調整するためのコストのかかる作業停止期間が排除されます。レーザー切断に使用されるガスは酸素と窒素であり、酸素をアシストガスとして炭素鋼を切断する場合、ガスがドロスをワークピースに吹き付ける酸素燃料プロセスと同様の発熱反応があります。窒素は、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケル合金、チタン、銅の切断に使用されます。窒素は、炭素鋼や低合金鋼を切断する際の補助ガスとしても使用でき、より良い仕上がりを実現し、2回目の操作を最小限に抑えます。

レーザー切断システムには多額の投資が必要です。より迅速な費用の回収を可能にするために、レーザーシステムは「ライトアウト」ベースで実行できます。これは、高度に自動化された生産ユニットが一晩で完全に無人で、または故障カバー用の少数の作業員だけで動作する場所です。エネルギーコストは非常に高くなる可能性がありますが、これは消耗品の低コストによって部分的に相殺されます。