新聞動(dòng)態(tài)
NEWS
為什么選擇激光切管?除了激光切割，管材加工的傳統(tǒng)切割方法還有手工切割、滾輪擠壓、鋸床切割、砂輪切割、氣焊切割等。然而，比起這些方法，激光切割在加工質(zhì)量和效率、節(jié)省人力、減少毛刺等方面都具有顯著優(yōu)勢。專業(yè)的激光切管機(jī)對單根管材的加工自動(dòng)化程度更高，可以了解一下。
激光切管機(jī)是由數(shù)控系統(tǒng)控制，以管材軸向運(yùn)動(dòng)作為X軸、管材旋轉(zhuǎn)作為A/B軸、切割頭水平移動(dòng)作為Y軸，切割頭為Z軸。加工需求有改變時(shí)，只需調(diào)整編程即可。如果搭載自動(dòng)上下料系統(tǒng)，就能讓原本復(fù)雜的加工過程一步到位。
使用激光切割管材的優(yōu)勢在于，第一，切邊的熱效應(yīng)很小，工件幾乎不會(huì)產(chǎn)生變形;第二，它是一種無接觸加工方式，不會(huì)對工件施加壓力，也就不會(huì)造成變形或磨損的問題;第三，激光束可控，適應(yīng)性和靈活性更高;第四，切割效率可提高8~20倍，同時(shí)節(jié)省15%~30%的材料損耗。
CO2激光和光纖激光是切割領(lǐng)域中最常用的兩種激光。CO2激光的工作原理是CO2氣體在高頻高壓下受到激發(fā)產(chǎn)生激光，經(jīng)過諧振腔中的偏振鏡后反射聚焦進(jìn)行切割。
除了銅材料由于反射性高，會(huì)使激光全部反射回激光器之外，CO2激光可以切割絕大部分金屬材料，還可以切割半導(dǎo)體、非金屬材料等。然而，這種技術(shù)會(huì)受到反射鏡距離范圍限制，而且反射鏡需要維護(hù)和校準(zhǔn)。由于CO2的氣體純度問題，諧振腔也需要定期清理。對于一個(gè)數(shù)千瓦級二氧化碳系統(tǒng)來說，這些工作每年至少花費(fèi)2萬美元。在這種情況下，光纖激光就有了用武之地。
光纖激光的激光源是多模泵浦二極管，通過分支在諧振腔調(diào)整后耦合進(jìn)單根光纖形成激光。
與CO2激光相比，光纖激光沒有范圍限制，可以加工銅材料，維護(hù)成本更低，最重要的是可以在光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到25%以上的同時(shí)大大提高切割速度(一般CO2激光的光電轉(zhuǎn)換效率為10%左右)。
光纖激光的局限性在于基本不能切割非金屬材料，另外，光纖激光的穿孔時(shí)間比CO2激光長，對于切割較厚的材料沒有優(yōu)勢。雖然近年來光纖激光發(fā)展迅猛，但依然無法完全取代CO2激光技術(shù)。
當(dāng)然不是,管材切割時(shí)，尤其是小直徑方管，熔渣會(huì)附著在管內(nèi)壁，產(chǎn)生的大部分熱量被工件吸收。如果切割密度較大，管材有可能過熱，出現(xiàn)過燒現(xiàn)象，影響切口質(zhì)量。除此之外，割縫熱場復(fù)雜、冷卻困難、切割熔渣易堵塞等也是需要深入研究的問題。
對于管材加工領(lǐng)域的熱門產(chǎn)品激光切管機(jī)，這項(xiàng)技術(shù)在十幾年前還一直掌握在國外企業(yè)手中。我國高效專業(yè)的激光切管設(shè)備從2008年之后才開始正式成長起來，但發(fā)展速度十分可觀。
目前針對激光切管機(jī)的研究和改進(jìn)重點(diǎn)包括以下幾點(diǎn)：
1.應(yīng)用多樣性
在實(shí)際應(yīng)用中，管材常常有不同的壁厚和截面形狀，這兩點(diǎn)對設(shè)備夾具的夾持效果提出了很高要求。夾持力太小，管材會(huì)發(fā)生竄動(dòng)，產(chǎn)生加工偏差;夾持力太大，會(huì)導(dǎo)致管材變形。目前的激光切管機(jī)已經(jīng)可以做到加工標(biāo)準(zhǔn)管材時(shí)，根據(jù)材質(zhì)壁厚自適應(yīng)快速調(diào)節(jié)夾緊力。也有利用傳感器監(jiān)控，使自定心卡盤能夠適應(yīng)任何管材幾何形狀的技術(shù)。
2.輔助支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在高速切割過程中，管材會(huì)因?yàn)樽灾囟麓?，由于固定卡盤的滾筒處管材下垂曲率的變化，工件的理論長度也會(huì)改變，影響到后續(xù)折彎或孔位加工等步驟的準(zhǔn)確性，因此需要加強(qiáng)對管材的支撐?？梢酝ㄟ^伺服機(jī)構(gòu)控制支撐面移動(dòng)或自動(dòng)調(diào)整位置的滾輪實(shí)現(xiàn)管材與支撐面的有效貼合。
3.自動(dòng)上下料系統(tǒng)
雖然大部分激光切管機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了上下料自動(dòng)化，但依然會(huì)出現(xiàn)效率低、管材表面易劃傷等問題。以大族激光P6018D為例，針對這些問題采用尼龍面上滑動(dòng)式上料方式，限位推動(dòng)分管，以及浮動(dòng)式支撐的下料系統(tǒng)，將小轉(zhuǎn)軸鑲嵌在支撐板中，減少工件間刮擦。
總而言之，管材激光切割的前景可以說是一片光明的，未來還將向高精度、高自動(dòng)化、柔性化、功能多樣化的方向發(fā)展。不斷進(jìn)行實(shí)踐，完善其工藝系統(tǒng)，對整個(gè)激光切割行業(yè)的發(fā)展都具有重要研究意義與價(jià)值。
