プラズマ切断と火炎切断: どちらのプロセスが適していますか?

Yonglihao Machineryは 迅速な製造. 当社では、主にレーザー切断を、きれいで素早い形状の加工に使用しています。しかし、多くのプロジェクトは厚板から始まり、大型部品の場合は最初に熱切断が必要となることがよくあります。.

プラズマ切断と火炎切断は鋼材を素早く切断します。両者は作用原理が異なり、切断面の状態も異なります。適切な切断方法を選択しないと、時間のロスにつながります。後々、研磨、歪み、あるいは接合不良といった問題に直面する可能性もあります。.

このガイドでは、1 つの決定に焦点を当てています。. プラズマ切断と火炎切断、どちらを選択すべきでしょうか? まず基本的な理論を説明し、次に違い、選択、トラブルシューティングについて説明します。.

どれを選ぶべきでしょうか?

薄～中程度の導電性金属にはプラズマをお選びください。よりきれいな刃先と優れた制御性が得られます。.

厚い炭素鋼には火炎切断をお選びください。持ち運びやすく、コストも抑えられます。.

これを覚えておいてください： 汎用性と刃の質ではプラズマが勝り、厚い炭素鋼と携帯性では炎が勝ります。.

プラズマ切断とは何ですか?

プラズマ切断は、高速切断に最適な熱切断方法です。導電性金属に効果的です。電気アークとイオン化ガスを使用し、プラズマジェットを発生させます。このジェットが金属を溶かし、切断部から金属を吹き飛ばします。.

圧縮ガスが狭いノズルを通って流れます。このガスは空気、窒素、酸素、またはアルゴンです。電流がガスをプラズマ化します。アースクランプでワークピースを回路に接続します。プラズマアークの温度は約 30,000°F. この高熱により、薄い材料上での速度が説明されます。.

CNCテーブルはプラズマ切断を容易に自動化します。ネスティングソフトウェアは、プロファイルの再現性向上に役立ちます。切断品質は消耗品とセットアップに左右されます。ノズルと電極がアークの形状を決定します。消耗品が摩耗すると問題が生じます。ベベルが大きくなったり、エッジが粗くなったりすることがあります。切断幅も変化する場合があります。.

プラズマには実用的な限界が2つあります。1つ目は、材料が導電性でなければならないことです。つまり、回路を完結させる必要があるのです。2つ目は、厚い板は切断が難しくなることです。板を切断することは可能ですが、ベベルとドロスが増加します。消耗部品の摩耗を制御することが難しくなります。.

炎切断とは何ですか?

炎切断（酸素燃料切断）は、厚い炭素鋼に最適です。また、可搬性が重要な場合にも最適です。この切断では、燃料ガスと酸素を使用します。これにより鋼材が予熱されます。次に、高圧酸素ジェットが鋼材に照射されます。これにより鋼材は酸化され、スラグが排出されます。.

切断は中性炎から始まります。この炎は鋼鉄を発火温度まで加熱します。鋼鉄が完全に溶解することはありません。次に、オペレーターは酸素流を始動させます。これにより反応が促進されます。「切断」とは酸化反応であり、単なる溶解ではありません。.

一般的な燃料ガスには、アセチレン、プロパン、プロピレン、天然ガスなどがあります。これらは予熱速度とコストに影響します。火炎切断は非常に厚い鋼材を扱います。適切なチップとガス流量が必要です。多くの工場では1インチ（約2.5cm）を超える厚さの切断が可能です。1/8インチ（約9.5cm）から22インチ（約60cm）といった範囲も切断可能です。一部の設備では最大60cm（約60cm）の厚さまで切断できます。.

火炎切断は厚板に威力を発揮します。使い方も簡単です。ただし、主な適用範囲は材料の種類に限られます。主に炭素鋼と鋳鉄に有効ですが、低合金鋼にも適用できます。ただし、熱の影響も問題となります。脱炭層が残る可能性があり、また、熱影響部（HAZ）も大きくなります。重要な作業には後片付けが必要です。.

プラズマ切断と火炎切断：主な違い

材料の適合性

プラズマはほとんどの導電性金属に作用します。ステンレス鋼やアルミニウムも含まれます。火炎切断は主に炭素鋼に使用されます。鋳鉄や低合金鋼も切断可能です。プラズマは混合金属の切断においてより安全であり、計画リスクを軽減します。.

厚みとエッジの現実

火炎切断は厚板に特化しており、厚みが増してもコストは低くなります。プラズマ切断は薄板から中厚板に最適です。そこではエッジ品質は高く保たれます。一般的なセットアップは、 3/16インチ（≈5 mm）. ハイエンドのシステムでは、適切な制御により厚みを増やすことができます。.

カット品質

プラズマは通常、より狭い切断面を形成します。スケールの残留が少なく、取り付けと仕上げが速くなります。安定したアークと適切な速度が役立ちます。切断面はきれいな状態を保ちます。これにより、研磨の必要性が軽減されます。薄いワークへの入熱量が少なく、HAZ（熱影響部）も小さくなります。.

火炎切断はスラグが多く残ります。切断幅も広くなり、熱も増加します。これにより薄い部品が変形し、熱影響部（HAZ）が拡大します。次に溶接または機械加工が行われます。切断面の状態がコストを左右します。.

速度と総作業時間

薄い材料ではプラズマの方が高速です。CNC制御により精度が維持されます。厚い炭素鋼ではプラズマ速度が低下します。ベベルの清掃作業が増加します。炎の方が全体的に生産性が向上します。取り扱い、予熱、仕上げについてご検討ください。.

コスト、自動化、移植性

プラズマシステムは高価です。電気と電極などの部品を使用します。一方、火炎切断装置は安価です。酸素と燃料ガスを使用します。基本的なプラズマユニットの価格は $850～$1,700. 基本的な酸素燃料セットのコスト $230～$500. ブランドや容量によってこれらの数値は変わります。.

プラズマは自動化に適しています。多くの部品では再現性が重要です。火炎は現場での持ち運びに適しており、大型部品にも使用できます。ワークフローによって方法が決まります。材料も重要です。.

実際にどのように選択するのでしょうか?

プラズマ切断と火炎切断のどちらを選択するかは、次の 5 つの重要な要素を順に考慮してください。

1. 材料： まず、切断対象を特定します。プラズマ切断は、軟鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、銅などの導電性金属に最適です。火炎切断は、主に炭素鋼、低合金鋼、鋳鉄に使用されます。.
2. 厚さ: 板の厚さを評価します。プラズマ切断は、エッジ品質が重要となる薄板から中厚板の切断に優れています。一方、火炎切断は、厚板（多くの場合1インチ/25mm以上）や重い断面も容易に切断できます。.
3. エッジ品質: どの程度のエッジクリーンアップを許容できるかを判断します。プラズマ切断はエッジがよりきれいになり、研磨量が少なくなります。一方、火炎切断は切断幅が広くなり、スラグやスケールの除去が必要になります。.
4. 位置： 作業場所について考えてみましょう。安定した電力と管理された作業場環境があれば、プラズマ切断の方が適しています。可搬性と限られた電力が重要となる現場作業には、火炎切断が最適です。.
5. 下流作業: 切断後の次のステップを検討してください。精密なフィッティングと二次研磨の軽減が必要な場合は、プラズマ切断が適しています。追加のエッジ処理が必要な場合、またはエッジを機械加工する予定がある場合は、火炎切断が適しています。.

材料、厚さ、エッジ品質、加工箇所、そして後工程の順番に作業を進めることで、最適な選択が可能になります。利用可能な工程があるというだけで、特定の工程を選択するのは避けましょう。そうすると、多くの場合、余分な手戻りが発生します。.

よくある問題

設定が問題の原因となることがほとんどです。廃棄を防ぐために設定を確認してください。換気と個人用保護具（PPE）が必要です。どちらのプロセスも高温の粒子と煙が発生します。.

• プラズマ： 速度が適切でないとドロスが発生します。消耗部品の摩耗も同様です。トーチが直角でないとベベルが大きくなります。接地が弱いと品質が低下します。エアの品質とトーチの位置合わせを確認してください。消耗部品を点検してください。.
• 炎： 予熱が不十分だとスラグが発生します。酸素の流れが適切でないと、エッジが粗くなります。熱管理は歪みに影響します。これは薄い部品で発生します。先端の状態を確認してください。予熱の安定性を確認してください。切断手順を計画してください。.

切断作業を開始する前に、次のチェックを実行してください。

• まず材質の種類と厚さを確認してください。.
• チップのサイズを厚さに合わせてください。ガスの設定を調整してください。.
• プラズマの場合は、空気が清浄であることを確認してください。しっかりと接地されていることを確認してください。.
• 炎を出すには、清潔な先端を使用してください。安定した予熱を確保してください。.
• サンプルカットを行い、エッジの状態とクリーンアップの必要性を確認します。.

結論

プラズマ切断と火炎切断はそれぞれ異なる問題を解決します。プラズマは導電性金属に最適です。薄板の切断速度が速く、切断面もきれいです。火炎切断は厚い炭素鋼に適しています。持ち運びやすく、コストも抑えられます。.

Yonglihao Machineryはお届けします カスタムレーザー切断サービス. 当社は試作品や小ロット生産に重点を置いています。熱切断が必要となる場合もあります。材料に合わせて工程を調整し、厚みや品質のニーズを考慮します。これによりリードタイムを短縮し、予期せぬ研削作業を削減します。.

よくある質問

プラズマ切断と火炎切断の主な違いは何ですか?

プラズマ切断は電気アークを利用します。ガスをイオン化して金属を溶かします。火炎切断は酸素と燃料を使用します。鋼材を予熱し、酸素ジェットで酸化させます。このメカニズムによって、様々な刃先が生み出されます。.

どちらの切断方法の方が精度が高いでしょうか?

プラズマは薄板の切断ではより精度が高く、切断幅も狭く、歪みも少ない。火炎切断は重い構造物に適していますが、後片付けが大変です。.

プラズマ切断はあらゆる金属に使用できますか?

プラズマは導電性金属に作用します。例としては軟鋼やアルミニウムが挙げられます。銅にも作用します。非導電性材料は切断できません。厚さが品質を左右します。.

炎切断の最大の利点は何ですか?

火炎切断は持ち運び可能で、シンプルで安価です。厚い炭素鋼も容易に切断できます。他の方法では切断が困難です。現場での修理によく使用されます。.

プラズマ切断は常に火炎切断よりも速いのでしょうか?

薄い材料ではプラズマの方が速いです。厚い鋼材では炎の方が速い場合があります。作業時間全体を考慮してください。後片付けや開先作業も含めてください。厚さが答えを決めます。.

どのようなエッジ準備を計画すればよいですか?

プラズマの場合はドロスを除去し、ベベルを確認してください。炎の場合はスラグとスケールを除去してください。熱影響部を考慮してください。重要な溶接部には、より綿密な準備が必要です。.

最も重要な安全上の考慮事項は何ですか?

プラズマには高電流、高温のスラグ、そして煙が含まれるため、接地と換気が重要です。火炎切断では酸素と燃料ガスを使用するため、リークチェック、逆火防止、火災対策が不可欠です。いずれの場合も、適切な個人用保護具（PPE）を着用し、切断箇所から可燃物を遠ざけてください。.