在金屬加工應用領域中，用戶經常麵臨（lín）如何選擇最適合的金屬切割（gē）工（gōng）藝的問題。 實際上，現（xiàn）在主（zhǔ）流的這幾種金屬切割工藝，在切割厚度，切割（gē）精度，冶金性能，生產效率等方麵都各有特點。
 
     本文也不能窮盡以上所（suǒ）有特點（diǎn）細節，隻能做些概述總結，希望能給您帶來更好的認識，便（biàn）於您做出最好的選擇。

     在我們討（tǎo）論每種工藝的技（jì）術和（hé）能力之前，我們必須先明確對於金屬加（jiā）工行業的用戶，哪些需求（qiú）是最重要的：

     設（shè）備購置費用：以上幾種切割方式都需（xū）要配備不同的數控CNC，除塵設備，CAD/CAM軟件等。例如（rú），相比水刀和火焰較（jiào）慢的切割速度，激光在薄板上就要求更高的（de）速（sù）度和精度。這些要求（qiú）會（huì）直接（jiē）導致設備成本的巨（jù）大差異。

     單位零件或單位長度的切割成本（běn）：這項成本包括氣體、噴嘴、電極、電和水等。某些情況下還分攤了設備購置費用和人工成本（例如上下料（liào））。所以在（zài）進行對比時（shí）一（yī）定要注意其範圍。相對於單（dān）位時間成本，單位零件或單位長度成本涵蓋了切割速度和生產效率，更具有實（shí）際的參考價值。

     易（yì）用性：這項需求主要在（zài）於軟件（特別是CAM）和CNC數控。現在通過將專業經驗內（nèi）置集成而縮短（duǎn）學習時間和（hé）減少對經（jīng）驗的依賴。比如（rú）等離子切割領域的領（lǐng）導（dǎo）者（zhě）--海寶，它將海寶（bǎo）等離子的（de）全套工藝參（cān）數直（zhí）接內置在海寶自己的套料軟件和（hé）CNC數控裏，新用戶能快速掌握，保持了和專業（yè）老手一致的切割品質和生產效率。這項需求雖然很難量（liàng）化，但對於實際生產（chǎn）絕對不容忽視。

     生產率：也（yě）叫（jiào）產能。切割速度往往是產能的決定因素（sù）。

     切割件精度：對（duì）金屬製件精度的測（cè）量有很多方（fāng）式。通常（cháng）相對於內孔，對外輪廓的公差要求（qiú）更低（dī）。所以現在很多金屬切割供應者都推出了切割質量更高的內（nèi）孔（kǒng）工藝，例如海寶的集成螺栓孔切割（gē）工藝。另外，用戶通常在（zài）測（cè）量中隻測量（liàng）上表麵，但實（shí）際上因（yīn）為切割斜度的影響，底麵的尺寸會有（yǒu）很大的差異。本文為簡單起見，建（jiàn）議使用針對於上表麵測量的正負公（gōng）差值，再考（kǎo）慮每種工藝的切割（gē）斜度。

     邊緣質量、冶金性能：上（shàng）麵的所（suǒ）有工藝對金屬切削性、成型性能（néng）和焊接性（xìng）都有不同的影響。

     維護要求：長期的使用成本（běn）裏需要考慮這些不同工藝的維護保養以及維護的難易。

     下麵是對這（zhè）些不同工藝（yì）的簡要說明，包括火焰切割，精細（xì）等離子，3千瓦的光纖激光和水刀。為（wéi）了（le）對比，我會采（cǎi）用完整係統的設備購置費用，包括5’ x 10’（約1.5 x 3米）切割區（qū）域，一台工業數控（kòng）機床（既不是入門級也不是最高配置），CAD/CAM軟件。

     1 、火焰切割

     火焰切割工藝是我們這裏討論的所有切割技術中最（zuì）簡單的。其原理是先（xiān）用可燃氣體加熱鋼（gāng）鐵到“燃點”溫度（大約是1800F），一旦通過預熱達到這個溫度，再噴射純氧與熾熱的鋼鐵產生（shēng）放熱反應，迅速侵蝕（shí）掉鋼鐵。火焰隻能（néng）切碳鋼，多用在1/4”（約6.35mm）到 6” （約（yuē）150mm） 的厚度。切割速度在超過2” （約50mm）厚度時比其他（tā）工藝（yì）快。在一台數控機床上同時安裝多把火焰割炬很容易，而（ér）且便宜，這樣能使產能翻（fān）倍。

     5’ x 10’火焰切割床成本：8--18萬人民幣（bì） (速度低的相對簡單型機床（chuáng）)

     單（dān）位零件或單位長度的切割成本：用氣相當多，切割速度慢。鋼板厚度越厚，相對（duì）於等離子，其（qí）切割成本越（yuè）有優勢。通常每英尺切（qiē）割成本比（bǐ）等離子高（gāo），超過2” （約50mm）厚度（dù）時，成本相對較低。

     易用性：火焰數控切割床要求操作員很有經驗，才能達到最快的切割速度和（hé）最好的切割質量。通常還需要一直監視切割的過程。

     生產率：火焰（yàn）切割（gē）由於預熱時間長，切割速度（dù）慢，所以生產效率很低。

     切割件精度：好的操作工（gōng）在最合適的（de）速度、高度、氣體、噴嘴情況下，切割件（jiàn）尺寸公差大概是正負0. 030” （約0.76mm），斜度小於1度。

     邊緣質（zhì）量、冶金性能：火焰（yàn）切割的熱影響區（qū）很大。斷麵粗糙並且有掛渣。

     維護（hù）要求（qiú）：火焰切割床的維護比較簡單（dān），用戶自（zì）己就能掌握（wò）。

     2 、精細等離子

     精細等離子是利用高溫的電離（lí）氣體產生高能量密度的切割電弧，所以能（néng）切割所有導（dǎo）電材料。最（zuì）新的技術對操作者沒有經驗的要求。精細等離子最適合（hé）切割26 gauge（約0.45mm） 到（dào）2”（約50mm）厚的碳鋼，以及6¼”（約160mm）厚度內的不鏽鋼和鋁。

     5’ x 10’等離子切割床成本：40--60萬人民幣(速度更快，配備調高和（hé）除（chú）塵)

     單位零件或單（dān）位長（zhǎng）度的切割成本：在¼”（約6.35mm） 到2”（約50mm）厚的碳鋼上，等離子的（de）切割成本相對於其他工藝是最低（dī）的。

     易用性：配備最新的數（shù）控和軟件後，等離子非常易學易用（yòng）。由（yóu）於專業的工藝參數都已經內置在套料軟件裏，所以對操作者沒有經驗（yàn）要求。

     生產率：厚度大於¼”（約6.35mm）時，切割速度快於激光（guāng）。厚度小於2”（約50mm）時，切割速度快於火焰。等離子是所有切（qiē）割（gē）工藝中速（sù）度最快、效率（lǜ）最高的。

     切（qiē）割件（jiàn）精度：碳鋼切割件（jiàn）尺寸（cùn）公差大概是正負0. 015” （約0.38mm） 到0.020”（約0.5mm）。對於厚度小於3/8” （約9.5mm）的薄板，斜度在2-3度。對（duì）於厚（hòu）度大於（yú）1/2”（約12.7mm）的厚板，斜度在（zài）1度以內。

     邊緣質量、冶金性能：熱（rè）影響區很小，通常小於（yú）0.010” （約0.25mm）。斷麵可（kě）焊性好，光潔無掛渣。

     維護要（yào）求：維護比較簡單，用戶（hù）自己就能掌握，或隻需廠商電話支持。

     3 、光纖激（jī）光

     光纖激光是目前最新的激光技術。其使用的固態激光（guāng）發生（shēng）器比傳統的Co2激光要更高效，而且光纖激（jī）光的波長適合在細軟的光纖中（zhōng）傳導，比起隻能用鏡麵反射傳導的Co2激光要具柔性，更易維護。高能的激光通過聚焦，熔化被切割材料（liào），輔助（zhù）氣體（切碳鋼時通（tōng）常使用氧氣）吹掉熔融的金屬。一台3千瓦的光纖（xiān）激光在切割能力（lì）和（hé）速度上相當（dāng）於4到5千瓦的Co2激光。其切割（gē）能力一般能達到¾”（約19mm）厚的碳鋼。

     5’ x 10’光（guāng）纖激（jī）光切割（gē）床成本：200--300萬人民（mín）幣(激光切割床要求運動精度更高，且需要遮（zhē）光防護)

     單位零件或單位長度的切割成本：厚度小於¼”（約6.35mm）時（shí），激光切割成本最具優勢。隨著厚度（dù）的增加，切割速度顯著降低，雖然切割質量（liàng）和精度很好，但切割成本卻高（gāo）於等離子。

     易用（yòng）性（xìng）：與最新的等離（lí）子係統類似，配備最新的數控和軟件後，激光切割床也一樣易學易用，因為所有的（de）設（shè）置都是自動的。

     生產率（lǜ）：在薄板上生產效率（lǜ）最高，厚度增到¼”（約6.35mm）時，與等離子持平。

     切割件精度：最好的光纖激光切割件尺（chǐ）寸公差大概是正負0. 01” （約0.25mm）內。優（yōu）於等離子，可與水刀媲美（měi）。斜度在1度以內。

     邊緣質量、冶金性能：熱影響（xiǎng）區比等離子略小（xiǎo）。

     維護要求：相比之前的Co2激光（guāng），光纖激光（guāng）的維護難度大幅降（jiàng）低，在廠商電話支持下，用戶一般可以掌握。

     4 、水刀

    水刀技術已有數十年的曆史，從蛋糕到花崗岩材質上都有廣泛的應用。軟的材料能用純水切割，高壓水流(40,000 到 60,000 psi)由噴嘴壓縮，增加流速和能量密度。也可（kě）以在水流中加砂，砂的作用就類似（sì）於鋸的齒，在水流的推動（dòng）下進（jìn）行切割。當前最先進的水刀泵能達到100,000 psi的高壓水。更高的壓力意（yì）味著更快的切割（gē）速度，當（dāng）然停機維（wéi）護時（shí）間也會增加，因為泵的密封需要定期更換。相對於（yú）其他切割工藝，水刀最大的兩個優勢在於沒有熱影響區和能切幾乎任何材質（zhì）。另外水刀的切割精度很（hěn）好。但水刀最大的劣（liè）勢（shì）在於其切割速度（dù）很慢。

     5’ x 10’水刀（dāo）切割床成本（běn）：50--90萬人民幣(由於速度慢，所以運動性能要求低（dī），比激光床（chuáng）便宜，比等離子床略貴)
單位零件或單位長度的（de）切割成本：由於水（shuǐ）刀切割速（sù）度太慢，所以單位（wèi）零件的切割成本相比於其他工藝是最高的。

     易（yì）用性：與（yǔ）最（zuì）新的等離（lí）子係統類似（sì），配備最新的數控和軟件後，水刀切割床也一樣易學易用。對操作者（zhě）的經驗要求（qiú）很低。

    生產率：在碳鋼和不鏽鋼上很慢（màn），切鋁會快點。

     切割件精度：水刀（dāo）的精度是所有切割工藝中最好的，切割件（jiàn）尺寸公（gōng）差大概是正負0. 005” （約0.13mm）內。斜度在1度以內。

     邊緣質量（liàng）、冶金性（xìng）能：對被切割的材料冶金性能沒有影響。斷麵光滑，切割質（zhì）量與砂礫和切割速度有關（越慢越光滑）。

    維護要求：維護比較（jiào）簡單，用戶自己就能掌握。

    在美（měi）國（guó）芝加哥（gē）的FabTech展上，海寶曾（céng）在1/2”（約12.7mm）的碳鋼上，同時展示了（le）五種不同的切割工藝：空氣等離（lí）子 (Powermax105), 長壽（shòu）命空（kōng）氣和氧氣等離子 (MaxPro200), 精（jīng）細等離子 (HPR130XD), 3千瓦光纖激光 (HyIntensity Fiber laser), 水刀 (HyPrecision Waterjet)。

    遠遠的看上去（qù），五種工藝的切割樣件都差不。但近看，觀（guān）眾就能發現空氣等離子的樣件有明顯斜度，特別是小孔（kǒng）。氧氣等離子的（de）切割斜度減小，精細（xì）等離子幾乎看（kàn）不出來斜度。

    誠然，隻在1/2”（約12.7mm）的碳鋼上做對比是不公平的，在這（zhè）個厚度範圍，精細等離（lí）子無疑是最好的選擇。

    但如果我（wǒ）們（men）切（qiē）1/8” （約3mm）的鋁，相信水刀（dāo）和激光會更高效、精度更高。

    如果尺寸要求放寬，價格低廉的空氣等離子應該是最（zuì）好的（de）選擇。

    所以（yǐ），先明確（què）自己的需（xū）求和實際應用，綜合考慮本文所述的各種工藝特點，相（xiàng）信您一定能選擇最適合的金屬切割工藝和設備。