30年 激光设备制造经验

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30年 激光设备制造经验

 

 

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激光切割机行业的现状及未来前景

浏览:245 发表时间:2020-07-10 14:10:18

在当今的工业领域中,焊接结构件在各行各业中得到了广泛地运用。板材切割是焊接成品加工过程中的首要步骤,也是保证焊接质量的重要工序。利用先进的现代切割技术,不但可以保证产品的焊接质量,提高劳动生产率,同时也使得企业产品的制造成本大幅度下降,缩短了产品生产周期。随着新产品、新工艺、新技术的广泛运用。智能化精密切割将成为切割行业今后发展的趋势。

 

  1 切割行业的现状

 

  我国切割行业主要有以下几类生产企业组成1)门式切割机;2)小车式切割机及割嘴;3)等离子切割电源及割嘴;4)手工焊割炬及焊割嘴等。切割行业经过几十年的发展,其产品从单一的手工割炬发展成为一个门类较为齐全的产业。产品基本能满足国内市场的需求,并有部分产品进入国际市场。近年来,我国门式数控切割机生产技术的发展尤为迅速。

 

  1.1 门式切割机

 

  现代仿形切割仍以门式数控切割机为主,因为只有这种数控切割方式,才能有效地保证切割过程中的工序完全自动化。我国数控切割技术发展比较晚,但其发展速度非常快。在八十年代以前,在我国,板材下料主要是以手工或半自动小车下料为主。进入八十年,随着企业改革的不断深入,人们认识到;利用先进的切割技术,不仅是保证产品焊接质量的关键,同时也使得板材利用率大幅度提高。在一些板材用量较大的企业,由于板材利用率的提高,缩短了数控切割机的设备投资回收期,并取得了良好的经济效益。因此,数控切割机的市场需求量逐年上升。从而推动了我国切割行业的飞速发展。

 

  我国切割行业的产品发展打破了焊接与切割之间的传统界线,其产品已跨接焊接、切割两大工序。这几年,很多传统的建筑结构,正逐步被珩架钢结构所替代,加之国家基本建设的大量投入,促使了钢结构行业的飞速发展。H型钢生产线、多轴数控割管机则成为行业技术发展的另一热点。H型钢生产线主要由门式切割机、组立机、自动焊机、和校直机等产品组成,该生产线已成为钢结构厂生产H型钢的主要生产设备。年市场需求量达几十套。

 


  目前,国内企业生产的各类数控切割机,均能满足国内各行业的需求,并有一定数量的产品出口。与八十年代相比,当时国内的大型精密数控切割机,主要依赖进口产品。九十年代以来,进口产品呈逐年下降的趋势。目前,我国进口的数控切割机,主要是一些技术比较先进的产品。如大型水下等离子切割机、精细等离子切割机和激光切割机等,进口量仅占我国切割机市场总量的10%。

 

  纵观国内各数控切割机厂家,技术发展都比较快,具有一定的综合实力,总体趋于良性发展。特别是国内市场的需求还不断在上升,提高产品质量,不断完善和开发新产品,切割行业发展前景是非常良好的。

 

  1.2 小车式切割机及割嘴

 

  小车式切割机,作为切割行业传统的板材下料设备,由于操作简便、使用灵活等特点,所以在各个行业中应用非常广泛。这几年在技术上和品种上虽没有很大的发展,但产品质量总体趋于稳定。在我国,每年仍有相当部分的板材还是采用小车下料,因此目前市场需求量不会有很大的波动。主导产品仍以CG1-30型小车式切割机为代表,年市场需求量约在1万台左右,其他各种型号的小车式切割机年销售量约5千台左右。

 

  1.3 等离子切割电源及割嘴

 

  等离子切割技术发展的历史不长,但其发展的速度非常快。由于等离子切割有较好的切割质量,热变形小,切割速度快等优点,特别是在有色金属和薄板切割方面,其优势更为明显。采用精细等离子切割技术,材料切割表面质量已达到了激光切割质量的下限。随着对等离子切割技术的不断推广和运用,人们对等离子切割技术有了新的认识,因此等离子切割机在各行业中运用越来越广泛。

 

  近年来,国产等离子切割电源有了很大的发展。晶闸管逆变电源正逐步替代了原来的漏抗式等离子电源。目前产品的规格比较齐全,特别是在大功率等离子电源上,这几年有了很大的突破。常州森淼焊割设备有限公司、常州泛洋电器设备有限公司等企业,已向市场推出了大功率等离子切割电源。目前国内已能生产1000A大功率等离子电源,每年各种规格的等离子切割机年产量一万多台,各种规格电极喷嘴等配件近百万套。

 

  国产等离子电源,大多用于手工切割和配在小车切割机上。配用于数控切割机上的各类等离子电源还不多,国外同类产品则占有相当高的比例。同国外产品相比,我国等离子电源的稳定性较差,故障率较高,电极、喷嘴、涡流环等配件的加工精度不高,造成了等离子易损件使用寿命较短。在行业中,由于缺乏等离子切割理论研究与生产实践相转换的机制,因此新产品开发速度不快,新技术运用不广。制约了等离子切割技术的进一步发展和运用。目前,还没有得到国内有关研制和开发精细等离子电源的相关信息。

 

  2 切割行业的发展趋势

 

  切割行业的发展始终与金属制造企业(特别是造船业)发展是分不开的,通过与这些企业的紧密合作和技术交流,给我们切割行业,带来了许多不同的生产理念和富有挑战性的经验和技术。

 

  现代金属制造企业为了优化其产品的结构性能,使得产品更经济,生产周期更短,在国际市场上更具竞争力。这就必须对其原有的制造技术和生产工艺提出新的设想和要求,部分设想和要求将要在切割设备上得以实现。这样就对我们切割行业提出了新的课题和新的设计理念。

 

  2.1 提高切割前工件的准备质量

 

  对钢结构生产企业来说,材料在切割前必须进行表面预处理。在板材切割过程中,有大量焊接轮廓线和后道工序标记需要进行划线、定位。在板材切割、划线和焊接过程中,必须除去表面防护层和锈迹。这样才能提高切割速度和焊接质量。如果不去除这些防护层和锈迹,将会使得切割速度下降,在一些情况下还会产生切割表面缺陷,而需要修补。在焊接过程中,还会导致角焊缝超标,造成不可预测的变形和以后表面位置偏差,生产代价昂贵的不良后果。同时还会使得表面划线变得模糊不清。影响了后道工序的正常进行。

 

  要解决这些问题有许多种方法。目前常用的方法,主要是在切割机上安装喷砂装置,这一方法是用细砂高速喷射在切割、划线表面,从而起到清洁金属表面的作用,在以后的工序中,可以或多或少地起到清洁焊接表面的作用。但现今掌握的喷砂技术其工作速度只能达到4m/min,表面清洁率为75%。这一速率只能满足切割的要求,而目前喷粉划线、等离子弧划线和喷墨划线已达到了20m/min速度。显然采用这一方法,已不能完全适应高速切割的工艺要求。

 

  要掌握一种装置,使其表面处理的速率与划线速度相匹配,这样才能使得生产效率得到提高。目前,国外已研制出一种高速打磨装置,使得表面处理速度达到了20m/min,表面清洁率为92%,从而真正实现了高速自动化的切割方法。

 

  2.2 激光切割技术的发展

 

  自上世纪七十年代初,激光切割技术投入生产应用以来,发展速度非常快,技术日趋完善。目前工业发达国家对这一技术的运用较为广泛。促使激光切割技术得到更多使用的主要原因是:激光切割具有热变形小、切割精度高、易于实现无人自动切割。通过使用改进型的大功率激光源,使其切割速度接近了等离子切割的水平,从切割表面质量来看,激光切割优于等离子切割。

 

  目前,国外已研制出适用于坡口切割的激光处理器和相关的控制软件。解决了激光坡口切割所需大量数据处理的问题,使的在切割过程中的角度、光距以及运行速度得到了有效的控制。这样使激光切割更具实用性。其中德国ESAB和TRUMPF公司已向市场推出多功能 三维激光切割机。

 

  从现今人们所掌握的各种切割技术来看,激光切割技术无疑是好的切割方法。除了上面所述的特点外,激光切割还具有噪声小、无污染等优点。随着人们环保意识的不断增强,加之激光源制造成本的下降,这样激光切割技术优势更为突出。利用激光切割技术替代火焰和等离子切割,将成为今后切割技术发展的趋势。

 

  2.3 扩展切割机控制系统的职能

 

  随着ISO9000质量保证体系在各企业中的实施,为了总结产品生产状况,在生产过程中记录工艺参数、故障信息的工作变得越来越重要。这也赋于了控制系统对生产流程和工艺管理新职能。数控控制系统监控着许多参数。除了要准确记录无故障的生产过程,还要记录故障发生情况。如果将所有的故障信息和工作时的切割工艺参数随时储存起来,那么通过这些保存下来的数据,就可随时总结出产品质量状况。所有这些信息均有日期和时间记录。这对以后正确分析故障原因和修改相关参数大有益处。

 

  通过使用先进的火焰及等离子切割设备,希望切割部件获得质量均一的切割表面。为了实现这一目标,排除人为因素和提高经验数据的准确性是非常重要的。为了使之成为可能,将有关参数保存在易于保管的数据库内,需要时可随时提取。例如,在等离子切割过程中,一旦选定材料的种类,板材的厚度及合适的切割气体,即可从数据库中获得所有必要的参数设置,数控系统则将这些数据传送到电力传输系统和流体传感控制装置,以控制给定值。这样一来,切割机的所有执行机构,就能够非常准确的执行这些数值,不正确操作的概率大大下降,这就意味着切割零件的切割质量能够保持稳定。任何一个切割机操作人员都可生产出相同切割质量的零件。在工作过程中,一旦材料的组成发生显著变化,而原来数据库中没有这方面信息,操作人员则需对相关的参数进行适当的修改,这些新的数据将成为数据库中的固定信息,并随时能够进行修改。

 

  为了改进生产计划,完善工艺流程。通过数控系统将切割机与企业中央数据网络相连,这样可以对多台数控切割机的工作状态和工作流程进行监控。通过动态数据交换服务器进行交流,可直接对多台切割机进行生产流程的安排,一旦发现妨碍生产流程及周期性延误生产的情况,便可及时进行生产流程的重新安排,排除延误生产的因素。网络化、信息化是现代企业实现现代化管理的基础。

 

  3 结束语

 

  现代切割机技术在工业领域中的运用将是多方面的,以上仅是对现代切割技术,在提高切割工艺水平和提高焊接质量等方面,介绍了国外一些切割技术的发展趋势和动态。今后我们切割行业还有很多工作要做,如非金属切割技术,大功率激光切割技术,全自动切割流水线等项目的研制开发。只有通过不断努力,不断拓宽我们的工作思路,切割行业将在新形势下得到进一步的发展。

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