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“坡”出精彩,成就非凡

2023-12-07百超深圳激光科技有限公司

钣金与制作 2023年10期
关键词:坡口板材光纤

文/百超(深圳)激光科技有限公司

在一些重型金属加工行业,例如船舶工业、矿山机械、工程机械等,经常遇到这样的难题:如何才能实现金属件与金属件之间的牢固焊接呢?通常,金属件在经过一系列的切割加工后会呈现一个切面,为了让焊接零件接口部位更加熔合,需要在两块金属边缘二次加工各种不同几何形状的坡口斜面,再进行端面焊接。百超迪能推出D-Soar Plus PG系列(功率从8000W到60000W)平面坡口光纤激光切割机(图1),将此类焊接难题迎刃而解,减少繁琐工序,大大节约时间与成本。

图1 D-Soar Plus PG系列平面坡口光纤激光切割机

目前,百超迪能的坡口切割技术在金属板材加工及型材加工方面实现全覆盖,且该项技术应用领域十分广泛,涵盖了船舶制造、工业制冷、工程机械、矿山机械、石油管道等。

传统坡口切割面临瓶颈,激光坡口切割成为首选

在激光切割技术诞生之前,坡口切割工艺普遍采用火焰、等离子切割等金属板材加工方式。但是,传统的火焰切割方式会产生较深的切痕,且在坡口轨迹复杂情况下,非常考验工人的熟练程度和工作状态,对于焊接的一致性并不能很好满足;等离子切割由于割缝很宽,导致尺寸精度低,并且切割过程中会产生弧光辐射、烟尘及噪声等危害。

上述两类切割方式均属于大热源输入加工方式,板材如果在热加工方式下产生热形变,加工完成后还需要进行反形变工序处理。相比传统开坡口方式,激光切割是目前在市场运用中热变形最小、切口质量最佳、尺寸精度最高并且稳定性最好的一种新型加工方式。

如图2所示,百超迪能D-Soar Plus PG系列平面坡口光纤激光切割机在焊件的待焊部位加工成一定几何形状的坡口可大大提高中厚板焊接牢固度、焊接熔合度和工件美观度。对于合金钢来说,坡口还能起到调节母材金属和填充金属比例的作用。

图2 多形坡口一次成形

攻坚克难,平面坡口激光切割机应运而生

起初,坡口切割技术重点应用于管材切割领域,早在2019年,百超迪能就开始探索激光切管机的坡口切割应用,并于2021年9月推出了新品D-Win T220-P激光切管机,一经上市便获得了良好的反响,为如今的板材坡口切割积累了经验。与此同时,很大一部分客户在使用反馈中建议研发一款能够切割中厚板的平面坡口激光切割机。2021年下半年,百超迪能顺势而上,开始平面坡口切割机的研发、生产及制造。

想要研制出一款能切割中厚板的平面坡口激光切割机,切割头尤为关键,必须要解决以下几个难点:一是切割头要能够承受高功率甚至特高功率,从而达到轻松快速切割中厚板的目的,适应激光行业市场发展需要;二是将传统的X、Y、Z三轴垂直切割变成目前A、B、X、Y、Z五轴联动切割,更好地控制切割参数,保证切割质量。为此,百超迪能研发团队攻坚克难、不懈努力,D-Soar Plus PG平面坡口光纤激光切割机由此诞生。

技术配置迈上新高度,智能化浪潮加速

百超迪能D-Soar Plus PG平面坡口激光切割机在技术和配置上进一步升级,朝着智能制造方向又迈上一大步。

在切割头设计上,D-Soar Plus PG平面坡口光纤激光切割机采用X轴、Y轴、Z轴+双偏摆轴(A轴、B轴)机械结构体,五轴运动全部由伺服电机配合减速机驱动,可单轴运动也可五轴联动。在CNC系统控制下,有效解决了切割头在运动状态下的圆心变动(偏移)情况的问题,同时解决了生产中面临的缠绕问题,进而保证了切割精度。

此外,平面坡口激光切割头还继承了瑞士百超跨国联合研发的By-Power切割头(图3)的智能、高效、精准、便捷等特点。例如,切割头内置温度、压力、湿度传感器可实时监测切割头工作;用户通过手机微信小程序就能实现快速监控切割头实时运行状态以及温度、湿度、压差等作业指标;采用优良的冷却系统、热管理和密封设计,搭载5路水冷、2路气冷和A级密封,确保每个镜组保持最佳温度,让切割头温度始终控制在常温状态,助力切割更稳定;采用高承载性,高透光率的非球面凸面光学镜片,让光斑更聚中更细,正交性、集束性更好,进一步提高切割精度等。图4所示为切割样品效果照片。

图3 切割头

图4 切割样品照片

在机床结构上(图5),D-Soar Plus PG平面坡口光纤激光切割机参照欧洲标准的力学结构进行设计,采用全新中空分体式的床身、满焊底座和特殊设计防护装置,有效降低热变形;轻量一体化T形切割桥,柔性加减速,减少对机械的磨损;液压式交换工作台(图6),液压缸总承重可达40吨,抗偏载可达2吨,具有承重强、抗偏载等优点。

图5 重型中空机床设计

在控制系统上,D-Soar Plus PG平面坡口光纤激光切割机总线式控制系统不仅具备一般的同类控制系统所具备的功能,该系统可以根据不同板材、不同坡口及不同高度的变化调用不同的参数。当任务指令下达后便能立马执行,并迅速反馈执行数据,形成一条快速闭环响应机制。此外,D-Soar Plus PG还配置了一套简单方便的坡口编程软件(套料软件),该软件不仅能够对单个零件进行坡口参数设置,同时又能使多个零件之间相互在一张板材上进行优化切割,能够和控制系统互相配合。

极具实用价值

D-Giant系列超大幅面地轨式激光切割机在钢材贸易、设备配套、工程机械、矿山机械、船舶制造、风机制造、电力铁塔、钢模板、容器罐体制造、钢结构工程等大型制造行业领域(图7)的应用有着非常独特的优势,为金属加工行业的发展助一臂之力。其具备3大明显优势:

图7 应用重点行业

一是在焊件的待焊部位可直接加工成一定几何形状的坡口,让后一焊接工序得到焊接厚度上全部焊透的焊缝,从而保证焊接件的焊接强度,并减少不必要的工序,达到事半功倍的效果;

二是激光加工相比于传统火焰、等离子坡口加工效率更高,节省材料。例如在造船业中,利用激光坡口切割技术加工低合金钢的T形构件,在保证船舶稳定性的同时还可以极大节省合金钢材料;

三是激光加工具有热变形小,破口切割质量稳定及精度高等优点,切割缝的宽度只有等离子的1/8,表面粗糙度可达Ra6.3μm,切割精度达±0.5mm,因而切割的工件具有很好的拼接性。

结束语

“十四五”时期,我国铁路建设、公路建设、水利水电建设等多项重大工程将迅速推进,工程机械市场需求量也将逐年稳增,不断推动智能制造生产转型进程。展望未来,随着控制技术及加工工艺的不断创新,百超迪能坡口激光切割机必将为市场“坡”出精彩,成就非凡。

中华地理

八大地貌的最美景区

01

丹霞山

丹霞地貌

广东韶关

别名:中国红石公园

号称:岭南第一奇山

面积:292平方千米

范围:东起僧帽峰,南抵屯军寨,西至观景亭,北到凉伞石

解读:亿年的地壳上升 从盆地到高地 千万载风刻雨蚀 或峰或墙或柱或桥 六百八十座雕岩耸立 色如渥丹 灿若明霞

以陡崖坡为特征的红层地貌。

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