Phương Pháp Cắt Thép Tấm Chính Xác, Hiệu Quả Leave a comment

Thép tấm với độ bền cao, chịu nhiệt tốt, độ cứng và độ dẻo linh hoạt đang là vật liệu được ưa chuộng trong ngành cơ khí.  Tuy nhiên, để đưa thép tấm vào sử dụng, đòi hỏi phải trải qua quá trình gia công cắt gọt phức tạp, biến những tấm thép thô sơ thành các chi tiết có hình dạng và kích thước theo yêu cầu. Vậy đâu là phương pháp cắt thép tấm tối ưu nhất?

Bài viết này sẽ cung cấp cho bạn cái nhìn chi tiết về các phương pháp cắt thép tấm phổ biến, phân tích ưu nhược điểm, giúp doanh nghiệp đưa ra lựa chọn phù hợp.

Thép tấm là gì?

Thép tấm là dạng thép được sản xuất dưới dạng tấm hoặc cuộn, với độ dày đa dạng, từ vài mm đến hàng trăm mm.  Ứng dụng của thép tấm vô cùng rộng rãi, từ kết cấu nhà xưởng, cầu cảng, đóng tàu đến các chi tiết máy móc phức tạp.

Phân loại thép tấm

Loại thép	Đặc điểm	Ưu điểm	Nhược điểm
Thép tấm cán nguội	Cán ở nhiệt độ thường, sử dụng dung môi làm mát	Bề mặt sáng bóng, độ chính xác kích thước cao, dễ gia công	Độ bền kém hơn thép cán nóng, dễ bị ăn mòn
Thép tấm cán nóng	Cán ở nhiệt độ cao (trên 900°C)	Độ bền cao, khả năng chịu lực tốt, giá thành rẻ	Bề mặt không bóng đẹp bằng thép cán nguội, kích thước kém chính xác hơn

Các phương pháp cắt thép tấm hiệu quả

1. Cắt Laser

Nguyên lý: Sử dụng chùm tia laser hội tụ năng lượng cao làm nóng chảy và bốc hơi vật liệu tại điểm tiếp xúc.

Ưu điểm:

• Độ chính xác cao: Sai số chỉ khoảng ±0.1mm, tạo ra đường cắt sắc nét, mịn, không biến dạng.
• Tốc độ cắt nhanh: Có thể cắt thép tấm với tốc độ lên đến 100m/phút.
• Vùng ảnh hưởng nhiệt nhỏ: Giảm thiểu biến dạng nhiệt, hạn chế cong vênh.
• Linh hoạt: Cắt được nhiều loại thép tấm với độ dày khác nhau, từ thép mỏng đến thép dày (lên đến 25mm).
• Thân thiện với môi trường: Không tạo ra bụi, khí thải độc hại.

Nhược điểm:

• Chi phí đầu tư cao: Máy cắt laser có giá thành khá đắt.
• Giới hạn về độ dày: Khó cắt thép tấm có độ dày quá lớn (trên 30mm).

Ứng dụng: Cắt các chi tiết phức tạp, yêu cầu độ chính xác cao trong ngành chế tạo máy, ô tô, điện tử, quảng cáo,…

Ví dụ: Cắt các chi tiết vỏ máy bay, linh kiện điện tử, chữ quảng cáo,…

2. Cắt Plasma

Nguyên lý: Sử dụng dòng plasma (khí ion hóa ở nhiệt độ cao) để làm nóng chảy và thổi bay kim loại.

Ưu điểm:

• Tốc độ cắt rất nhanh: Đặc biệt hiệu quả với thép tấm có độ dày trung bình (từ 5mm đến 25mm).
• Chi phí đầu tư thấp hơn laser: Phù hợp với các doanh nghiệp vừa và nhỏ.
• Cắt được nhiều loại vật liệu: Thép carbon, thép không gỉ, nhôm, đồng,…

Nhược điểm:

• Độ chính xác thấp hơn laser: Đường cắt có độ vát nhất định, đặc biệt với thép dày.
• Vùng ảnh hưởng nhiệt lớn: Có thể gây biến dạng nhiệt, cong vênh.
• Tạo ra tiếng ồn và khói bụi: Cần có hệ thống hút bụi và bảo hộ lao động.

Ứng dụng: Cắt thép tấm trong xây dựng, cơ khí chế tạo, đóng tàu,…

Ví dụ: Cắt các tấm thép lớn để làm kết cấu nhà xưởng, cắt các chi tiết đơn giản trong ngành cơ khí,…

3. Cắt Oxy-Gas

Nguyên lý: Sử dụng phản ứng cháy giữa oxy và gas (thường là acetylene) để làm nóng chảy kim loại, sau đó dùng tia oxy tinh khiết để thổi bay kim loại nóng chảy.

Ưu điểm:

• Cắt được thép tấm rất dày: Lên đến 300mm, thậm chí hơn.
• Chi phí đầu tư thấp: Thích hợp cho các xưởng cơ khí nhỏ, lẻ.

Nhược điểm:

• Tốc độ cắt chậm: Thấp hơn nhiều so với laser và plasma.
• Độ chính xác thấp: Đường cắt rộng, có độ vát lớn, đặc biệt với thép dày.
• Vùng ảnh hưởng nhiệt rất lớn: Dễ gây biến dạng nhiệt, cong vênh.
• Tiêu hao năng lượng lớn: Không thân thiện với môi trường.

Ứng dụng: Cắt thép tấm dày trong các ngành công nghiệp nặng, sửa chữa,…

Ví dụ: Cắt thép tấm trong xây dựng cầu đường, đóng tàu,…

4. Cắt tia nước

Nguyên lý: Sử dụng tia nước áp lực cao (có thể pha thêm hạt mài) để cắt vật liệu.

Ưu điểm:

• Không tạo ra nhiệt: Hạn chế tối đa biến dạng nhiệt, cong vênh.
• Cắt được nhiều loại vật liệu: Thép, kính, đá, gỗ, composite,…
• Thân thiện với môi trường: Không tạo ra khí thải độc hại.
• Độ chính xác cao: Đường cắt mịn, sắc nét.

Nhược điểm:

• Tốc độ cắt chậm: Thấp hơn laser và plasma.
• Chi phí đầu tư và vận hành cao: Do sử dụng máy móc phức tạp, áp lực nước cao.

Ứng dụng: Cắt các vật liệu nhạy cảm với nhiệt, yêu cầu độ chính xác cao, cắt các chi tiết phức tạp.

Ví dụ: Cắt kính cường lực, cắt các chi tiết trong ngành hàng không vũ trụ,…

Mỗi phương pháp cắt thép tấm đều có ưu nhược điểm riêng. Việc lựa chọn phương pháp nào phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm:

• Yêu cầu về độ chính xác và chất lượng đường cắt.
• Độ dày của thép tấm.
• Loại vật liệu cần cắt.
• Khả năng tài chính.
• Yêu cầu về năng suất.

Hy vọng bài viết này đã cung cấp cho bạn những thông tin hữu ích về các phương pháp cắt thép tấm.  Chúc bạn lựa chọn được phương pháp tối ưu nhất cho doanh nghiệp của mình!

FAQ – Những câu hỏi thường gặp

1. Độ dày tối đa của thép tấm mà mỗi phương pháp có thể cắt là bao nhiêu?

• Cắt laser: Phụ thuộc vào công suất máy, thường từ 0.5mm đến 25mm, một số loại máy laser chuyên dụng có thể cắt đến 30mm.
• Cắt plasma: Từ 0.5mm đến 150mm, thậm chí có thể cắt đến 200mm với các máy cắt plasma công suất lớn.
• Cắt Oxy-gas: Có thể cắt thép rất dày, lên đến 300mm, thậm chí hơn.
• Cắt tia nước: Phụ thuộc vào áp lực nước và loại hạt mài, thường từ 0.5mm đến 150mm.

2. Nên chọn phương pháp cắt nào cho thép không gỉ?

Cả 4 phương pháp đều có thể cắt thép không gỉ. Tuy nhiên, cắt laser và cắt plasma thường được ưu tiên hơn do tốc độ cắt nhanh, độ chính xác cao.

3. Chi phí vận hành của mỗi phương pháp như thế nào?

Chi phí vận hành phụ thuộc vào nhiều yếu tố như giá điện, giá khí, giá vật tư tiêu hao (bép cắt plasma, điện cực,…), chi phí bảo trì,… Nhìn chung, cắt Oxy-gas có chi phí vận hành thấp nhất, tiếp đến là cắt plasma, cắt laser và cắt tia nước có chi phí vận hành cao hơn.

4. Làm thế nào để giảm thiểu biến dạng nhiệt khi cắt thép tấm?

4 cách giảm thiểu biến dạng khi cắt thép tấm bao gồm:

• Lựa chọn phương pháp cắt phù hợp: Cắt laser và cắt tia nước tạo ra ít nhiệt lượng hơn so với cắt plasma và cắt Oxy-gas.
• Điều chỉnh thông số cắt: Tốc độ cắt, áp lực khí, công suất laser,… cần được điều chỉnh phù hợp với độ dày và loại vật liệu.
• Sử dụng jig gá: Giúp cố định vật liệu, hạn chế cong vênh.
• Làm mát vật liệu: Có thể sử dụng hệ thống làm mát bằng nước hoặc khí để giảm nhiệt độ trong quá trình cắt.

5. Có những tiêu chuẩn nào về an toàn lao động khi cắt thép tấm?

7 tiêu chuẩn an toàn lao động khi cắt thép tấm bao gồm:

• Trang bị đầy đủ đồ bảo hộ lao động: Kính bảo hộ, quần áo bảo hộ, găng tay, giày bảo hộ,…
• Đảm bảo khu vực làm việc thông thoáng: Có hệ thống hút bụi, khói.
• Kiểm tra máy móc, thiết bị trước khi vận hành.
• Tuân thủ quy trình vận hành máy móc.
• Không đứng gần khu vực cắt khi máy đang hoạt động.
• Bảo quản vật tư tiêu hao đúng cách.
• Tham gia các khóa đào tạo về an toàn lao động.