在現(xiàn)代工業(yè)制造領(lǐng)域中,切割是應用量很大、應用面廣泛的基礎(chǔ)工藝之一,尤其是在工程機械制造行業(yè),切割工作量占有很大的比重,切割的效率和質(zhì)量將直接影響生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。
下面根據(jù)當前現(xiàn)代切割技術(shù)的現(xiàn)狀,并結(jié)合重型廠切割技術(shù)在生產(chǎn)中的具體應用,對切割技術(shù)在工程機械中的選擇應用要點作一簡單介紹。
一、切割技術(shù)的現(xiàn)狀、應用形式及技術(shù)經(jīng)濟性
近年來,國內(nèi)外切割技術(shù)取得了突破性進展,從單一的氧乙炔火焰氣割發(fā)展成為新型工業(yè)燃氣火焰切割、等離子弧切割、激光切割、水射流切割等多能源、多種工藝方法在內(nèi)的現(xiàn)代化切割技術(shù),與此同時又將現(xiàn)代化控制技術(shù)與切割技術(shù)相結(jié)合,研究開發(fā)出新一代的全自動切割設備。
A、現(xiàn)狀
1、氧乙炔/新型燃氣火焰切割
自1895年法國人Lechatelier發(fā)明氧乙炔火焰,至1900年Fouch和Picard制造出第一把氧乙炔割炬,氧乙炔火焰切割作為最古老的熱切割技術(shù)至今仍是機械制造中的一種加工方法。由于乙炔生產(chǎn)的原料為電石,生產(chǎn)過程中會排出大量電石渣(1t電石生成3.3t電石渣)及HSHS、SO等有毒有害氣體,嚴重污染環(huán)境,在制取溶解乙炔氣同時又消耗大量重要化工原料丙酮,加大了生產(chǎn)成本。因此,近20年來國內(nèi)外有關(guān)研究機構(gòu)及企業(yè)相繼投入大量資金,開發(fā)研究成本低、安全、減少環(huán)境污染的新型燃氣,目前國內(nèi)己自主開發(fā)及引進了多種新型工業(yè)燃氣代替乙炔用于工業(yè)火焰加工。同時與新型工業(yè)燃氣相配套的割炬也相繼投建成投產(chǎn),各種割炬器種齊全。手工割炬切割厚度可達350mm,機用割炬切割厚度可達1800mm。
2、等離子弧切割
等離子弧切割是80年代中期發(fā)展起來的一種加工方法,當時主要是為解決不銹鋼和有色金屬的切割,先后開發(fā)了氬、氫、壓縮空氣、氮、氧等多種氣體,一般等離子弧切割及水再壓縮等離子切割等多種工藝方法,以適應不同的需要。
普通離子電源輸出電流為20~200A,切割厚度可達30mm以下;精細等離子電源輸出電流最高可達100A,切割厚度可達12mm以下,其中精細等離子割縫寬0.65~0.75mm,與數(shù)控切割機配合可達±0.2mm的切割精度;水再壓縮等離子電源輸出電流最高可達1000A切割厚度可達130mm
目前,等離子弧切割機的割炬正朝著割縫精度接近激光精度的方向發(fā)展;小功率切割電源向逆變方向發(fā)展,以提高電源效率及電弧的收縮性;大功率切割電源向閘管方向發(fā)展,并采用一定的補償措施以提高效率,從而提高切割速度,改善切割質(zhì)量。近年來,隨著等離子弧技術(shù)的發(fā)展,切割20mm和低合金鋼,因其切割速度快,綜合效益好,在工程機械制造業(yè)的應用有增長的趨勢。
3、激切割
激光切割的工業(yè)應用始于20世紀70年代初。由于其切割尺寸質(zhì)量好、速度快、精度高、效率高等優(yōu)點,在多種行業(yè)獲得了廣泛應用。隨著激光器件功率等級、穩(wěn)定性及可靠性的提高和加工技術(shù)的進步,其應用領(lǐng)域逐步擴大到各種金屬和非金屬板材的切割。據(jù)2002年的統(tǒng)計表明:在世界激光工業(yè)應用范圍內(nèi),激光切割所占比例最大,約為24%。
4、流切割
水射流作為工業(yè)產(chǎn)品的精密加工手段,其特點是沒有或很少熱量釋放,無熱變形、無氣體或蒸汽排出。該項切割技術(shù)的研究是從20紀60開始,國外經(jīng)過20的研究和開發(fā),制造出第一臺高壓水射流切割設備,使之能切割各種金屬和陶瓷等材料。我國于90開發(fā)研制出國產(chǎn)化的高壓加磨料型水射流切割設備并用于生產(chǎn)。目前大部分水射流切割設備主要應用于非金屬板材的切割。
B、應用形式
無論哪種切割技術(shù),均有不同的應用形式,火焰、等離子、激光均有小型切割機械產(chǎn)品和數(shù)控坐標式切割機械產(chǎn)品。
其中,火焰切割技的小型切割機械最多,從通用的半自動氣割機、仿形氣割機、光電跟蹤氣割機到專用的型鋼氣割機、馬鞍形氣割機約20種類,價格適宜,大、中、小企業(yè)都有條件配備,完全可以適合切割人員各種條件下切割生產(chǎn)。另外,還在小型切割機基礎(chǔ)上加以改進,以完成u、y、k坡口及球瓣坡口切割和相貫線切割等工藝要求。
坐標式數(shù)控切割機是我國切割行業(yè)發(fā)展最快的現(xiàn)代化切割設備之一,坐標式數(shù)控切割機以其良好的人機對話操作界面及強大的附助支持功能,并配有自動編程、套料等軟件系統(tǒng)的支持,使數(shù)控切割機在生產(chǎn)上發(fā)揮了重要作用,業(yè)已成為我國生產(chǎn)制造企業(yè)切割加工的首選。