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激光切割行業的現狀及未來前景

作者: 鄭州百維 時間:2020-05-21 來源:百維激光
摘要:在當今的工業領域中,焊接結構件在各行各業中得到了廣泛地運用。板材切割是焊接成品加工過程中的首要步驟,也是保證焊接質量的重要工序。利用先進的現代切割技術,不但可以保...

  在當今的工業領域中,焊接結構件在各行各業中得到了廣泛地運用。板材切割是焊接成品加工過程中的首要步驟,也是保證焊接質量的重要工序。利用先進的現代切割技術,不但可以保證產品的焊接質量,提高勞動生產率,同時也使得企業產品的製造成本大幅度下降,縮短了產品生產周期。隨著新產品、新工藝、新技術的廣泛運用。智能化精密切割將成為切割行業今後發展的趨勢。
 
  1 切割行業的現狀
 
  我國切割行業主要有以下幾類生產企業組成1)門式切割機;2)小車式切割機及割嘴;3)等離子切割電源及割嘴;4)手工焊割炬及焊割嘴等。切割行業經過幾十年的發展,其產品從單一的手工割炬發展成為一個門類較為齊全的產業。產品基本能滿足國內市場的需求,並有部分產品進入國際市場。近年來,我國門式數控切割機生產技術的發展尤為迅速。
 
  1.1 門式切割機
 
  現代仿形切割仍以門式數控切割機為主,因為隻有這種數控切割方式,才能有效地保證切割過程中的工序完全自動化。我國數控切割技術發展比較晚,但其發展速度非常快。在八十年代以前,在我國,板材下料主要是以手工或半自動小車下料為主。進入八十年,隨著企業改革的不斷深入,人們認識到;利用先進的切割技術,不僅是保證產品焊接質量的關鍵,同時也使得板材利用率大幅度提高。在一些板材用量較大的企業,由於板材利用率的提高,縮短了數控切割機的設備投資回收期,並取得了良好的經濟效益。因此,數控切割機的市場需求量逐年上升。從而推動了我國切割行業的飛速發展。
 
  目前,國內數控切割機合資或獨資企業生產廠家主要有上海伊薩切割機械有限公司、梅塞爾切割焊接有限公司(昆山),這些企業在技術上得到了國外技術的大力支持,因此產品技術上在國內處於領先地位。而哈爾濱四海數控設備有限公司、哈爾濱華威焊切成套設備有限公司、哈爾濱電機有限責任公司機械電子設備製造廠、中船總公司船舶工藝研究所、深圳博利昌數控切割設備公司、無錫華聯焊割設備廠等企業,則利用各自企業自身的優勢,在技術上發展迅速,他們的產品規格齊全、性能良好,滿足了不同用戶的需求。另外他們還開發了一些專用數控切割設備,有些產品在技術上達到或超過國外同類產品。
 
  我國切割行業的產品發展打破了焊接與切割之間的傳統界線,其產品已跨接焊接、切割兩大工序。這幾年,很多傳統的建築結構,正逐步被珩架鋼結構所替代,加之國家基本建設的大量投入,促使了鋼結構行業的飛速發展。H型鋼生產線、多軸數控割管機則成為行業技術發展的另一熱點。H型鋼生產線主要由門式切割機、組立機、自動焊機、和校直機等產品組成,該生產線已成為鋼結構廠生產H型鋼的主要生產設備。年市場需求量達幾十套。
 
  目前,國內企業生產的各類數控切割機,均能滿足國內各行業的需求,並有一定數量的產品出口。與八十年代相比,當時國內的大型精密數控切割機,主要依賴進口產品。九十年代以來,進口產品呈逐年下降的趨勢。目前,我國進口的數控切割機,主要是一些技術比較先進的產品。如大型水下等離子切割機、精細等離子切割機和激光切割機等,進口量僅占我國切割機市場總量的10%。
 
  縱觀國內各數控切割機廠家,技術發展都比較快,具有一定的綜合實力,總體趨於良性發展。特別是國內市場的需求還不斷在上升,提高產品質量,不斷完善和開發新產品,切割行業發展前景是非常良好的。
 
  1.2 小車式切割機及割嘴
 
  小車式切割機,作為切割行業傳統的板材下料設備,由於操作簡便、使用靈活等特點,所以在各個行業中應用非常廣泛。這幾年在技術上和品種上雖沒有很大的發展,但產品質量總體趨於穩定。在我國,每年仍有相當部分的板材還是采用小車下料,因此目前市場需求量不會有很大的波動。主導產品仍以CG1-30型小車式切割機為代表,年市場需求量約在1萬台左右,其他各種型號的小車式切割機年銷售量約5千台左右。
 
  1.3 等離子切割電源及割嘴
 
  等離子切割技術發展的曆史不長,但其發展的速度非常快。由於等離子切割有較好的切割質量,熱變形小,切割速度快等優點,特別是在有色金屬和薄板切割方麵,其優勢更為明顯。采用精細等離子切割技術,材料切割表麵質量已達到了激光切割質量的下限。隨著對等離子切割技術的不斷推廣和運用,人們對等離子切割技術有了新的認識,因此等離子切割機在各行業中運用越來越廣泛。
 
  近年來,國產等離子切割電源有了很大的發展。晶閘管逆變電源正逐步替代了原來的漏抗式等離子電源。目前產品的規格比較齊全,特別是在大功率等離子電源上,這幾年有了很大的突破。常州森淼焊割設備有限公司、常州泛洋電器設備有限公司等企業,已向市場推出了大功率等離子切割電源。目前國內已能生產1000A大功率等離子電源,每年各種規格的等離子切割機年產量一萬多台,各種規格電極噴嘴等配件近百萬套。
 
  國產等離子電源,大多用於手工切割和配在小車切割機上。配用於數控切割機上的各類等離子電源還不多,國外同類產品則占有相當高的比例。同國外產品相比,我國等離子電源的穩定性較差,故障率較高,電極、噴嘴、渦流環等配件的加工精度不高,造成了等離子易損件使用壽命較短。在行業中,由於缺乏等離子切割理論研究與生產實踐相轉換的機製,因此新產品開發速度不快,新技術運用不廣。製約了等離子切割技術的進一步發展和運用。目前,還沒有得到國內有關研製和開發精細等離子電源的相關信息。
 
  2 切割行業的發展趨勢
 
  切割行業的發展始終與金屬製造企業(特別是造船業)發展是分不開的,通過與這些企業的緊密合作和技術交流,給AG線上網投切割行業,帶來了許多不同的生產理念和富有挑戰性的經驗和技術。
 
  現代金屬製造企業為了優化其產品的結構性能,使得產品更經濟,生產周期更短,在國際市場上更具競爭力。這就必須對其原有的製造技術和生產工藝提出新的設想和要求,部分設想和要求將要在切割設備上得以實現。這樣就對AG線上網投切割行業提出了新的課題和新的設計理念。
 
  2.1 提高切割前工件的準備質量
 
  對鋼結構生產企業來說,材料在切割前必須進行表麵預處理。在板材切割過程中,有大量焊接輪廓線和後道工序標記需要進行劃線、定位。在板材切割、劃線和焊接過程中,必須除去表麵防護層和鏽跡。這樣才能提高切割速度和焊接質量。如果不去除這些防護層和鏽跡,將會使得切割速度下降,在一些情況下還會產生切割表麵缺陷,而需要修補。在焊接過程中,還會導致角焊縫超標,造成不可預測的變形和以後表麵位置偏差,生產代價昂貴的不良後果。同時還會使得表麵劃線變得模糊不清。影響了後道工序的正常進行。
 
  要解決這些問題有許多種方法。目前常用的方法,主要是在切割機上安裝噴砂裝置,這一方法是用細砂高速噴射在切割、劃線表麵,從而起到清潔金屬表麵的作用,在以後的工序中,可以或多或少地起到清潔焊接表麵的作用。但現今掌握的噴砂技術其工作速度隻能達到4m/min,表麵清潔率為75%。這一速率隻能滿足切割的要求,而目前噴粉劃線、等離子弧劃線和噴墨劃線已達到了20m/min速度。顯然采用這一方法,已不能完全適應高速切割的工藝要求。
 
  要掌握一種裝置,使其表麵處理的速率與劃線速度相匹配,這樣才能使得生產效率得到提高。目前,國外已研製出一種高速打磨裝置,使得表麵處理速度達到了20m/min,表麵清潔率為92%,從而真正實現了高速自動化的切割方法。
 
  2.2 激光切割技術的發展
 
  自上世紀七十年代初,激光切割技術投入生產應用以來,發展速度非常快,技術日趨完善。目前工業發達國家對這一技術的運用較為廣泛。促使激光切割技術得到更多使用的主要原因是:激光切割具有熱變形小、切割精度高、易於實現無人自動切割。通過使用改進型的大功率激光源,使其切割速度接近了等離子切割的水平,從切割表麵質量來看,激光切割優於等離子切割。
 
  目前,國外已研製出適用於坡口切割的激光處理器和相關的控製軟件。解決了激光坡口切割所需大量數據處理的問題,使的在切割過程中的角度、光距以及運行速度得到了有效的控製。這樣使激光切割更具實用性。其中德國ESAB和TRUMPF公司已向市場推出多功能 三維激光切割機。
 
  從現今人們所掌握的各種切割技術來看,激光切割技術無疑是好的切割方法。除了上麵所述的特點外,激光切割還具有噪聲小、無汙染等優點。隨著人們環保意識的不斷增強,加之激光源製造成本的下降,這樣激光切割技術優勢更為突出。利用激光切割技術替代火焰和等離子切割,將成為今後切割技術發展的趨勢。
 
  2.3 擴展切割機控製係統的職能
 
  隨著ISO9000質量保證體係在各企業中的實施,為了總結產品生產狀況,在生產過程中記錄工藝參數、故障信息的工作變得越來越重要。這也賦於了控製係統對生產流程和工藝管理新職能。數控控製係統監控著許多參數。除了要準確記錄無故障的生產過程,還要記錄故障發生情況。如果將所有的故障信息和工作時的切割工藝參數隨時儲存起來,那麽通過這些保存下來的數據,就可隨時總結出產品質量狀況。所有這些信息均有日期和時間記錄。這對以後正確分析故障原因和修改相關參數大有益處。
 
  通過使用先進的火焰及等離子切割設備,希望切割部件獲得質量均一的切割表麵。為了實現這一目標,排除人為因素和提高經驗數據的準確性是非常重要的。為了使之成為可能,將有關參數保存在易於保管的數據庫內,需要時可隨時提取。例如,在等離子切割過程中,一旦選定材料的種類,板材的厚度及合適的切割氣體,即可從數據庫中獲得所有必要的參數設置,數控係統則將這些數據傳送到電力傳輸係統和流體傳感控製裝置,以控製給定值。這樣一來,切割機的所有執行機構,就能夠非常準確的執行這些數值,不正確操作的概率大大下降,這就意味著切割零件的切割質量能夠保持穩定。任何一個切割機操作人員都可生產出相同切割質量的零件。在工作過程中,一旦材料的組成發生顯著變化,而原來數據庫中沒有這方麵信息,操作人員則需對相關的參數進行適當的修改,這些新的數據將成為數據庫中的固定信息,並隨時能夠進行修改。
 
  為了改進生產計劃,完善工藝流程。通過數控係統將切割機與企業中央數據網絡相連,這樣可以對多台數控切割機的工作狀態和工作流程進行監控。通過動態數據交換服務器進行交流,可直接對多台切割機進行生產流程的安排,一旦發現妨礙生產流程及周期性延誤生產的情況,便可及時進行生產流程的重新安排,排除延誤生產的因素。網絡化、信息化是現代企業實現現代化管理的基礎。
 
  3 結束語
 
  現代切割機技術在工業領域中的運用將是多方麵的,以上僅是對現代切割技術,在提高切割工藝水平和提高焊接質量等方麵,介紹了國外一些切割技術的發展趨勢和動態。今後AG線上網投切割行業還有很多工作要做,如非金屬切割技術,大功率激光切割技術,全自動切割流水線等項目的研製開發。隻有通過不斷努力,不斷拓寬AG線上網投的工作思路,切割行業將在新形勢下得到進一步的發展。

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