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跟小編一起探討一下激光切管材加工的現狀和未來的發展

2020-10-13 09:48:15

激光具有單色、相干、平行三種特點,特別適合材料加工。我國傳統的管材切割方法主要依靠人工鋸切、鋸機切割、輥擠、砂輪切割、氣焊切割等,這些加工方法都存在切割效率低、工人勞動強度大的缺點。激光切割以其加工效率快、加工效果好等優點被廣泛應用于工業領域。隨著科技和工業的發展,管道零件已廣泛應用于飛機制造、工程機械、交通運輸、石油化工、農牧機械等工業部門。在實際生產中,管材具有生產成本低、加工性好、結構件重量輕、節省材料等優點,因此管材切割在工業領域中發揮著重要作用。由于管材的形狀、尺寸和用途不同,而且管材的切割受到加工質量的制約,選擇合理的加工設備、加工方法和工藝措施就顯得非常重要。切割管件有許多不便之處。雖然傳統的切削方法也能達到應用效果,但加工效率低,加工效果差。因此,將激光切割技術與管材切割技術相結合,將使管材切割領域具有更廣闊的發展前景。

激光切割管材的現狀與未來發展

激光切管材加工具有切割寬度窄、熱影響面積小、切割速度快、柔韌性好、切割光滑、無刀具磨損等優點。隨著數控激光切管機的出現和發展,各種自由曲面和空間曲線加工技術的發展可以顯示其獨特的一面。激光切割管道時,不僅要求激光光斑相對于工件在三維空間中運動,而且要求激光光軸在整個過程中始終垂直于被切割管道的表面。對于可自聚焦的數控光纖激光切割頭,噴嘴通過自動測量和控制系統可以自動跟蹤工件表面。生產實踐表明,管材切割的關鍵是消除切割質量缺陷,從而滿足管材的加工要求。當對復雜管材進行穿孔、開槽、削邊或側凹加工時,激光切割不僅比傳統加工方法速度快,而且能大大保證加工質量。

激光切割管材概述

在加工過程中,首先要保證對管件的切割,以獲得所需的管坯長度。我國傳統的管材切割方法難以滿足大規模生產的需要。而且,采用這些傳統加工方法加工的管件切割斷面加工質量普遍較差,有的甚至產生變形和塌陷的加工缺陷。有些管道除了切割外,還需要進行其他形式的加工,如:裝飾燈具切割圖案、螺旋、正弦、余弦線切割、劃線等。如果在這些形式的管材加工中采用傳統的加工方法,不僅效率低下,而且難以滿足理想的加工要求,有的甚至無法進行加工。

激光切割管材的優點

激光切割管的切割寬度(包括切線、坡口、成型切割等)一般為0.1-0.3mm。切割位置和溫度可控,更有利于生產的自動化和智能化。與傳統加工方法相比,切削效率可提高8-20倍,加工成本可降低70% - 90%,可節約

材料損耗15% - 30%,激光切割噪音小,對環境影響也小。傳統的加工方法需要多個連續的工序來完成零件的加工,可以通過激光切割在同一臺設備上實現。隨著設備性能的不斷提高和加工工藝的不斷完善,使用激光對管道進行高質量的切割成為可能。

激光切割管材的未來發展趨勢

激光切割采用非接觸式加工方式,在整個過程中不會對管壁施加任何壓力,所以不會造成管道外表面變形或塌陷。同時,激光切割管材時,由于熱場復雜,冷卻困難,容易堵塞切割渣,增加了切割難度。因此,應加強對這些方面的深入研究。

激光切割對管材的材料、形狀、尺寸、加工環境要求很大程度的自由度。它的空間控制(改變光束方向、旋轉、掃描等)和時間控制(開、關、脈沖間隔)都很好,易于控制。由于激光切割精度高,毛刺少,大大減少了后續處理所需的時間。當改變管道的直徑或形狀時,只需修改程序即可。因此,開發管道切割軟件具有十分重要的價值。激光切割系統與計算機數控技術可以形成一種高效的自動化設備,為高質量、高效率、低成本的加工開辟了一條新途徑。

為了提高切割管材的效率,有效的生產模式是采用激光切割管材的自動生產線。如何使用切管自動生產線進行激光切割?首先,在自動切管生產線上,聚焦激光束須與切管同步運行;其次,要求聚焦的激光聚焦器相對被切割管道可以旋轉一個周期,激光束的軸線始終與管道的軸線相交,切管生產線的激光束隨被切割管道運動。這些同步運動須由專門的控制系統控制,因此研究激光切割管的自動化生產線也具有重要的意義。

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