激光切割機所形成的割縫窄,能提高零件尺寸精度和材料利用率;割縫質量好,無掛渣、邊緣垂直、表麵光滑。在那些需要高精度、高效率切割薄板的領域,數控激光切割機仍然是首選設備。另外,激光切割還有能量密度高,切割熱影響區小,可以對常規方法無法加工的材料和零件進行加工等諸多優(you) 點。但是數控激光切割機價(jia) 格昂貴,設備投資費用大概是精細等離子的2~3倍;當用激光切割厚度超過6~8 mm的鋼板時,加工費用將會(hui) 大於(yu) 精細等離子切割,外加日常維護工作量大,因此數控激光切割的運行成本較高,這些不利因素,阻礙了其在我國造船行業(ye) 的應用。
數控激光切割機將出現在我國造船行業(ye)
第一,激光用於(yu) 切割已有近30個(ge) 年頭,其間,為(wei) 了滿足市場需求的增長,激光發生器的模式和功率得到了不斷地改進和提高,中、厚板材的激光切割技術日見精良。
美國、歐洲和日本的許多船舶製造廠商很早就把高輸出功率的CO2激光切割機技術用於(yu) 造船,並取得了成功。
第二,這些年“精度造船”的提法已是耳熟能詳,要真正做到這一點,單就數控切割來看,目前國內(nei) 船廠的設備顯然達不到技術要求,人們(men) 關(guan) 注的目光自然投向了切割精度更高的激光切割,無疑這將成為(wei) 數控激光切割機進軍(jun) 中國造船業(ye) 的原動力。
第三,光電技術的日新月異,使激光切割的作業(ye) 成本(元/kW)大為(wei) 降低,加上各生產(chan) 廠家為(wei) 占得先機進行的激烈市場爭(zheng) 奪,必然會(hui) 促使激光切割機的價(jia) 格走低,最終使其在綜合經濟效益方麵與(yu) 數控等離子切割機形成競爭(zheng) 而被我國造船業(ye) 逐步認知和接受。
根據實踐證明,激光切割機碳鋼通常采用輔助氧氣來加快切割速度,同時獲得高質量的切割效果,但這一般隻適用於(yu) 切割厚度小於(yu) 20mm以下的碳鋼板。另外,1年多前在美國阿拉巴馬州的“Render船舶修造有限公司”。一項由激光和(增壓)氧氣組合的切割新工藝被用於(yu) 切割50mm厚的鋼板,而切割所用的CO2激光係統的功率還不到2kW,這一切割方法具備了切割100mm厚鋼板的潛能。
這項被稱為(wei) “LASOX”的工藝技術的工作原理為(wei) :激光束直接穿過割炬前端割嘴的中心孔投射在鋼板上,使鋼板迅速加熱至點燃溫度,而從(cong) 割嘴噴出的高速氧氣流恰好噴射在激光束的聚射範圍內(nei) ,將這部分鋼板高溫氧化燃燒,並把熔化的金屬及其氧化物吹離鋼板形成割縫,割炬隨數控切割床身對鋼板作相對移動以完成零件的切割。不同於(yu) 氧—燃氣切割,這裏沒有燃氣參與(yu) 預熱反應,而是由激光在1~2 s內(nei) 就將投射區域的溫度加熱至超過900℃。事實上,為(wei) 了達到預期的氧化反應效率,僅(jin) 要求激光束的功率能產(chan) 生和維持點燃溫度即可,而不必采用那些能夠產(chan) 生足以熔化鋼板溫度的、功率很大的激光源。
“LASOX”的實用成果是:在大約1s內(nei) 就可以完成38mm厚鋼板的穿孔連續切割速度可達200 mm/min,割縫寬度僅(jin) 有幾毫米;每切割一張鋼板比火焰切割平均可以節省時間40min,作業(ye) 成本更經濟;割嘴離鋼板的初始距離上升到7mm,較常規激光切割的0.5~2mm增加了許多,減少了切割穿孔飛濺物對割嘴的損耗;切割表麵質量好,熱影響區小,可以獲得較高的切割精度,省略許多後續加工。更讓人意想不到的是,隻需加裝一把特製的增壓割炬後,即可用常規激光裝置切割38mm厚的鋼板。
從(cong) 上可知,它為(wei) 如何將激光切割更經濟、更有效地應用於(yu) 中國造船業(ye) 提供了一個(ge) 成功的範例和開啟一條新思路,我們(men) 應給予充分重視,跟蹤關(guan) 注其發展動向,並創造條件開展相關(guan) 的課題研究,做一些嚐試,為(wei) 進一步提高船廠切割效益作出貢獻。
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