浅谈大幅面激光切割机的除尘方法

2022-12-18周鹏飞潘峻城洪超孙谦江苏扬力数控机床有限公司

钣金与制作 2022年11期

文/周鹏飞，潘峻城，洪超，孙谦·江苏扬力数控机床有限公司

光纤激光切割机在加工切割过程中会产生粉尘及烟尘，一方面对操作工程师的身体健康产生不利影响，另一方面会污染机器的精密部件，短时间可能影响较小，时间久了必然影响机器的使用寿命和切割性能，所以配备绿色环保的除尘设备，能有效大幅度减少切割过程中产生的粉尘及烟尘。本文主要介绍大幅面激光切割机除尘的方法——干式处理方式和湿式处理方式。

干式处理法

干式处理法又称干式切割，即在切割机下部安装抽风工作平台，通过除尘管道将含尘气体送至烟尘过滤净化装置，统一过滤处理达标后再予以排放。切割产生的烟尘基本上形成于工件切口的下方，因此抽气式负压切割平台成为目前最常见的烟尘捕集装置。为了节省设备投资并提高抽风效率，即以较小的吸风量达到较高的烟尘采集量——只对正处于切割过程中的区域进行吸尘处理（图1），因此将出风口、吸风口安装于切割头两侧，切割时跟随横梁前后移动（侧吸式移动吸风口）。虽然该处理方法相对于湿式处理法前期投入较大，但克服了湿式处理法运用过程中的种种弊端，环境友好且具有良好的后期综合效益。干式处理法应用比较普遍的有风门式及吹吸式两种。

图1 侧吸式移动吸风口

风门式随动切割除尘

在切割机下方安装抽风平台，沿切割机主导轨方向会被分割成（均匀的）密闭区域进行分段独立抽风，每个抽风区域内设有独立阀门，将可开闭的抽风门布置在平台边缘的抽风道。当切割头移动至抽风小室上方时，切割机配合控制风阀自动打开切割时所在区域抽风门，使得该抽风区域与除尘系统相通，这样便将除尘系统的吸力有效地集中至切割头周围区域，并将切割过程中产生的烟尘先后通过抽风区域、吸风道等收集到集尘器净化后排放。

试验可得，风门式切割除尘所需风量与切割平台宽度关系较大，所以按平台宽度大小可分为单侧下抽风风门式切割除尘系统和双侧下抽风风门式切割除尘系统。

⑴单侧下抽风风门式切割除尘系统。

图2为单侧下抽风风门式切割除尘系统结构，适用于有效切割宽度≤4m的切割平台。集尘器连通机身一侧的活动风道，风道内有独立活动的抽风门，当切割头移动至此区域时打开，离开时关闭，保证了抽风系统内所需要的风量大小。

图2 单侧下抽风风门式切割除尘系统结构原理图

⑵双侧下抽风风门式切割除尘系统。

图3为双侧下抽风风门式切割除尘系统结构，适用于有效切割宽度≥4m的切割平台。大于4m的宽幅面激光切割机往往会配备双切割头，两切割头同时工作时，产生的烟尘量很大，所以可采用双侧下抽风风门式切割除尘方式，即机身两侧都配有抽风管道，两切割头移动至所在区域时，两边抽风门阀同时打开，将双头产生的烟尘吸入管道，达到除尘效果。

图3 双侧下抽风风门式切割除尘系统结构原理图

吹吸式移动切割除尘

在切割平台一侧安装方形吸风风道，风道上方装有一个可随切割机一起移动的滑动吸风小车，在切割平台的另一侧装有吹风风机。吹风风机、切割头、滑动吸风小车三点一线，利用切割平台上的工作台齿板与所要切割的钢板形成平台隔栅风道。在切割钢板时，吹风风机将产生的切割烟尘、粉尘通过隔栅风道吹向滑动吸风小车，被其吸入到吸风道后进入到除尘器中净化后排放。

吹吸式切割除尘所需风量与切割平台钢板在平台上的覆盖率关系较大，覆盖率越高，除尘效果越好。

方形吸风道、密封皮带、滑动吸风小车是吹吸式除尘系统重要组成部分，其结构形式如图4所示，工作时，密封皮带在管道系统负压下紧紧地贴在方形吸风道上方，起密封作用。在滑动吸风小车内有四个滚轴，密封皮带在此处被滚轴顶起，这样便使烟尘通过吸风小车内部结构后进入到方形吸风道中，最后被输送到除尘器中净化排放。

图4 方形吸风道、密封皮带、滑动吸风小车

湿式处理法

湿式处理法又叫湿式切割，其实是制作一个水床切割平台（图5），把钢板放置在水中或水面，然后在水下或紧贴水面的地方完成切割作业，用水来捕捉切割过程中产生的烟尘，从而达到净化环境的目的。但是这种方式带来的新问题是水污染，以及后续废水处理等问题。

图5 水床切割平台

结束语

随着许多企业为了提高产能，加快工序进程，机床加工幅面更大更宽，功率越来越大的激光切割机进入了人们的视野，以此同时，国家有关部门对工业环保的监控，对车间烟尘排放情况也愈发重视，所以合理配备除尘净化设备也是当下时代发展的必然趋势。本文介绍的两大类除尘处理法——干式和湿式处理法，考虑到经济成本和实际效果，尤其以干式除尘处理法最为普遍。