近55年的技術發展，使得造船業(ye) 中的大量產(chan) 品和製造工藝得以更新換代。

        切割是造船行業(ye) 最關(guan) 鍵的生產(chan) 技術之一，近年來激光切割技術在造船業(ye) 中的應用越來越多。1954年，首次使用火焰切割機進行全氧燃燒修整板材邊緣，這也成為(wei) 造船業(ye) 的主要切割器材。這些設備用於(yu) 日本造船廠之前，已經在歐洲造船廠中使用。

        1955年，自動板材打標機被開發出來。1960年，造船業(ye) 開始使用電子顯影落樣（EMP）設備。輔助的打標過程用來標記切割線、配件線、底線和序列化的工作順序。在歐洲市場，1/10級光學跟蹤全氧燃燒切割機很受歡迎，後來被陸續出口到日本。

        1960到1965年代，一家挪威公司發明了一種造船軟件，使得一種CNC控製器可以改裝到現有的光學追蹤機上。該CNC控製器在全球範圍內(nei) 廣泛應用，英國、德國和法國的切割機製造商也紛紛開始生產(chan) CNC切割機。當時，日本的大型造船廠也開始使用軟件和數控切割機。由於(yu) 采用進口機械的造船廠對機器的精確性和耐用性的要求越來越高，1966年Koike公司開發出了日本第一台數控切割機。

        1970年，粉末標記——一種全氧燃燒的加工工藝，通過在切割板上噴塗融化的粉末（主要是鋅）製作出切割線；這一通過機械加工製作切割線的工藝逐漸取代了衝(chong) 壓記號。同時帶有自動旋轉切割頭的全氧燃燒坡口切割單元被開發出來，並被裝配到數控切割機。1973年之前，用於(yu) 標線的特種機械被采用，以滿足造船廠和建橋者的需求。

        1975年左右，東(dong) 德研發出了一種空氣等離子切割係統，並被幾家造船廠采用。研發此項技術的目的旨在改善熱變形。然而，切割邊緣處氮化物的形成對亞(ya) 弧焊接過程造成了影響。

　　世界上的首個(ge) 空氣等離子切割係統由Koike公司在1981年研發出來，並運用到造船過程中，其中搭載了一種全新設計的等離子體(ti) 煙氣收集器。這是很有必要的，因為(wei) 在一個(ge) 長軌係統，很難清除煙氣；相反，當把煙氣收集器安裝到切割頭運動係統中，煙氣在切割點便能被清除。

        第一台數控氧氣等離子坡口切割機在1983年才被一些大型的造船廠采用。後來數控等離子坡口切割機成為(wei) 了造船業(ye) 的主流。直至1987年，市麵上才有噴墨打標設備，安裝在數控線打標機，配備自動旋轉的打標頭。這項技術被很多船廠和橋梁建設商采納，因為(wei) 它非常靈活，能從(cong) 各個(ge) 角度打標。

        1990年橋梁建築行業(ye) 開始采用3千瓦的框架式CO2激光切割機。在造船業(ye) ，采用激光切割機要追溯到1995年，由於(yu) 需要切割更厚的鋼板，造船業(ye) 最終采用了6千瓦的CO2激光切割機。

        1997年激光坡口切割機研發成功，並被意大利的一家造船廠所采用。采用等離子切割技術，切割斜邊緣帶平板的Y型坡口，在1997年開始在造船廠使用。Y斜麵通過利用兩(liang) 個(ge) 等離子體(ti) 炬來完成，一個(ge) 用於(yu) 直線切割，一個(ge) 用於(yu) 斜麵切割。造船廠一般在同一個(ge) 機器上配備兩(liang) 到四套該設備。

        5千瓦的龍門式CO2激光切割機在2002年日本國際焊接展中展出，到2006年才開始被一些造船廠采用。2005年，造船廠開始用特製的數控噴墨打標機，以便在最短的時間內(nei) 在整塊鋼板上完成信息的印刷作業(ye) 。該設備是和日本主要造船廠一起開發的。
        
        切割在造船廠中的應用

        典型的造船廠中，生產(chan) 工序是從(cong) 打標鋼板開始的，接著是切割船身和內(nei) 部結構，最後是船舶整體(ti) 建造。用於(yu) 標記流程的鋼板印刷係統包括特種機械，用來一次性印刷整個(ge) 大鋼板。數控全氧燃燒切割機/等離子切割機和激光切割機，門式切割機和便攜式切割機都會(hui) 用於(yu) 切割過程。加熱炬和便攜式焊接機將用於(yu) 總裝/焊接過程，盧格刀（用於(yu) 鉤吊在後麵會(hui) 被移走的大型結構）將用於(yu) 最後精整工序。此外，還有用於(yu) 角鐵切割或切割孔洞的打標/切割機。  

　　在所有運用於(yu) 造船業(ye) 的設備之中，CO2激光切割機享有很高的聲譽，因為(wei) 他們(men) 減少了勞動力，減少了焊接成本和時間，減少了切割之後的二次加工。最初，人們(men) 以為(wei) 激光切割將很難用在造船業(ye) 中，因為(wei) 斜麵切割的要求很多，也很複雜。最終，等離子切割機、製造機械、磨床在很多作業(ye) 中也被采用。最近這一現象有所改觀，因為(wei) 開發出來了多種不同的切割程序，配有一個(ge) 激光坡口切割炬和自帶的編程係統。激光坡口切割能夠實現高精確度、高附加值，也能減少切割後續的生產(chan) 時間和成本，比如在總裝和焊接中。
        
        激光切割的優(you) 勢

        激光切割的縫寬度為(wei) 等離子切割的1/8，零件尺寸可以允許最大+/- 1毫米的熱變形。這樣，激光切割部件對後續的總成裝備和焊接步驟更有利，減少了接縫的調試時間和焊接的失誤。在船廠，焊藥銅板背襯單側(ce) 子弧焊越來越受歡迎，焊接過程中需要高度精確的Y斜切尺寸，而這很難用等離子Y斜切來完成。

　　所有Koike式激光切割機都在一個(ge) 軌道係統中運行。因此，他們(men) 能夠切割大型的鋼板。該機器也用來在一個(ge) 加工步驟中切割不同的鋼板，而不需改變噴嘴或對焦鏡頭，即使鋼板厚度不一，也不受影響。這一特性使得機器能長時間自動運行，包括夜間作業(ye) ，也能保持穩定和安全。當機器能夠自動運行，與(yu) 等離子切割機相比，便減少了勞工成本。

        在激光切割過程中的重要一環就是金屬的質量，特別是在切割鋼板中，表麵情況是很重要的。當鋼板覆上了黑色水垢和鐵鏽，將會(hui) 產(chan) 生不穩定的切割效果，因為(wei) 用戶在加工過程中要注意盡量避免類似情況的發生。近來，多采用高強度板鋼板，以減少最終產(chan) 品的重量；這同樣也會(hui) 對最終的切割效果產(chan) 生影響。富鋅預塗板被用在造船時，表麵塗層必須小於(yu) 20微米。表麵塗層過厚會(hui) 對切割質量產(chan) 生影響。6kW功率的CO2激光切割機被用於(yu) 直線切割30毫米厚的鋼板，即便如此，製造商也要了解到，材料和鋼板的條件會(hui) 直接影響切割效果。

         
        激光坡口切割

        由於(yu) 缺少有技能的操作工人和勞工成本過高等因素，造船廠對激光坡口切割的要求越來越多。造船廠會(hui) 用到多種不同的斜麵切割類型，比如V斜切，邊緣平板寬度各不相同的Y斜麵切割，CVBA（連續變化斜切角）切割，管洞切割，3毫米縫洞施工切割和排水切割。Koike公司正在努力研究各種斜切方法，以求減少生產(chan) 時間和機械開動時間。也在同時開發切割軟件，用以避免零件承受超出範圍的壓力。例如，在自動編程程序中包含了橋型切割，因為(wei) 邊緣帶平板的Y斜麵切割中需要兩(liang) 個(ge) 切割路徑。Koike公司創造出了理想的激光斜切機，配有自動的編程功能。很多船廠對此發明感到高興(xing) ，並訂購了多台設備。 #p#分頁標題#e#
        
        激光切割在造船應用的未來

        據前麵描述，複雜的切割形狀隻需按動激光切割機上的一個(ge) 按鈕就能自動完成，而以前，通常都需要技能熟練的操作人員來完成切割圖形。結果是，造船廠能減少勞工人數，而不必擔心切割形狀和後續的焊接加工等。出於(yu) 多軸需求的原因，激光坡口切割仍然需要在穿孔加工時產(chan) 生不必要的運動，例如在角落處和定位時。未來的計劃是盡量減少類似的、不必要的運動以提高生產(chan) 效率。 （作者：Hideo Koike  ）
        
        本文作者Hideo Koike (koikeh@koike.com)來自位於(yu) 美國紐約州Arcade的Koike Aronson公司()。