正是在此背景下數(shù)控火焰切割機(jī)開始進(jìn)入我國(guó)船廠揖们,用于鋼板切割下料蟹嫁。造船業(yè)是我國(guó)引入數(shù)控切割技術(shù)最早槐猪、獲益最大的行業(yè)喇躲,20多年來,數(shù)控切割在國(guó)內(nèi)造船廠得到了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用许食,徹底改變了以往手工和半自動(dòng)切割的低效率狀況继棉,從根本上解決了長(zhǎng)期困擾船舶建造過程中下料切割工段的瓶頸問題,成為推動(dòng)我國(guó)造船總量快速增長(zhǎng)的助推器够菊。
數(shù)控火焰切割機(jī)的優(yōu)點(diǎn):
a.功能全终琅,自動(dòng)化程度高;
b.配置多個(gè)割炬工作,且有效切割時(shí)間長(zhǎng)符衔、生產(chǎn)效率高;
c.采用套料切割程序找前,提高了鋼板利用率,并可減小熱變形;
d.切割信息易于準(zhǔn)備判族、修改和保存;
e.加工精度高躺盛,切割質(zhì)量好;
f.機(jī)器運(yùn)行穩(wěn)定可靠,操作方便形帮。
數(shù)控冷彎技術(shù)的市場(chǎng)推廣要從事數(shù)控切割技術(shù)服務(wù)槽惫。最為明顯的是軌距大,一般都超過6500mm辩撑,以使大尺度鋼板的切割不受限制界斜。近年來仿耽,隨著船型的加大和船用鋼板變寬,7500mm和9000mm甚至更寬軌距的大型機(jī)器被優(yōu)先選用各薇。另外還有:機(jī)器具有高速噴(鋅)粉劃線的功能项贺,從而為切割后的裝配、焊接提供方便;由于存在大量的拼板焊接工作量峭判,因此性能穩(wěn)定可靠开缎、能勝任多種形狀坡口切割的火焰直線三割炬通常被列入船廠的訂貨單中;具有余料套料切割功能的CNC系統(tǒng),因能簡(jiǎn)化操作服骚、提高了鋼板利用率滤躺。為了適應(yīng)大跨距、高速度的要求蝎蛤,船廠選用的數(shù)控火焰切割機(jī)屠途,普遍采用高剛性的龍門式機(jī)架以及齒輪、齒條雙邊同步的驅(qū)動(dòng)方式挪吱。此外带诊,用于切割船體鋼板的數(shù)控切割機(jī)還必須配備從船體線型光順、外板展開捺柬、結(jié)構(gòu)零件生成于箩、排版套料、輸出切割指令的造船CAD/CAM軟件系統(tǒng)望泪。
20世紀(jì)80年代以來判嘀,因?yàn)閿?shù)控火焰切割機(jī)具有許多優(yōu)點(diǎn),在我國(guó)造船行業(yè)獲得了普遍應(yīng)用宾芥。至90年代中期侣夷,當(dāng)數(shù)控等離子切割機(jī)登臺(tái)亮相時(shí),其所扮演的角色逐漸發(fā)生了轉(zhuǎn)變仑乌,但這并不意味著它將從此退出歷史的舞臺(tái)百拓,遭到棄用或淘汰,畢竟數(shù)控火焰切割機(jī)在切割厚度超過30mm的鋼板晰甚、切割加工多種形狀的坡口和多割炬大批量切割直條鋼板時(shí)衙传,還有許多不容忽視的優(yōu)越性〔蘧牛可以預(yù)見蓖捶,數(shù)控火焰切割機(jī)在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi),將作為數(shù)控等離子切割機(jī)等先進(jìn)設(shè)備的補(bǔ)充扁远,在造船行業(yè)繼續(xù)發(fā)揮它應(yīng)有的作用俊鱼,并在船廠的切割設(shè)備中長(zhǎng)期存在。人類利用等離子弧切割金屬材料已有40多年的歷史穿香,而將數(shù)控等離子切割應(yīng)用于中國(guó)造船業(yè)只是近10多年的事,然而人們不難發(fā)現(xiàn)這是一項(xiàng)成長(zhǎng)壯大十分迅速的新技術(shù),它給我國(guó)船廠的鋼板帶來了巨大的變革皮获,并產(chǎn)生了極其深遠(yuǎn)的影響焙蚓。時(shí)至今日,數(shù)控等離子切割機(jī)已經(jīng)接替數(shù)控火焰切割機(jī)裸岁,在船廠的鋼板下料中占據(jù)了主導(dǎo)地位届辽。更有甚者,在訂造新船時(shí)郊啄,已將造船廠是否具備數(shù)控等離子切割加工手段列入了能否承接合同訂單的必要條件映贞。
我國(guó)數(shù)控等離子切割技術(shù)開發(fā)研制是在數(shù)控火焰切割技術(shù)趨于成熟并獲得廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上開始的。20世紀(jì)80年代末寄菲、90年代初裁堤,國(guó)民經(jīng)濟(jì)駛?cè)肓税l(fā)展的快車道,鋼板和其他金屬材料的切割量急劇增大起胡,高速度灵吃、高效率的數(shù)控等離子切割技術(shù)日益受到包括造船在內(nèi)的制造業(yè)界的重視,而當(dāng)時(shí)國(guó)產(chǎn)設(shè)備還一時(shí)無法擔(dān)此重任息沐,許多大型骨干船廠不得已只能花巨資灵界,率先從國(guó)外引進(jìn)數(shù)控等離子切割機(jī),以解生產(chǎn)上的燃眉之急盛惩。大量進(jìn)口機(jī)器的接踵而至溉委,給國(guó)內(nèi)同行以極大的鞭策,更激發(fā)了我們發(fā)憤圖強(qiáng)研制先進(jìn)設(shè)備以替代進(jìn)口設(shè)備的使命感和緊迫感爱榕。
另一方面瓣喊,國(guó)外先進(jìn)設(shè)備的引進(jìn),也為我們提供了難得的學(xué)習(xí)和借鑒機(jī)會(huì)呆细。經(jīng)歷了消化學(xué)習(xí)型宝、潛心鉆研,并在關(guān)鍵技術(shù)上采取引進(jìn)和自主開發(fā)的措施(值得一提的是:嫁接引入了國(guó)際上先進(jìn)的等離子切割系統(tǒng))絮爷,使我國(guó)數(shù)控等離子切割技術(shù)研制水平在高起點(diǎn)上得到了質(zhì)的飛躍趴酣,因此國(guó)產(chǎn)數(shù)控等離子切割機(jī)從降生之日起就基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化程度高、功能齊全坑夯、運(yùn)行可靠岖寞、性價(jià)比高的發(fā)展目標(biāo),并很快被我國(guó)造船行業(yè)所認(rèn)知和接受柜蜈,從此成為國(guó)外進(jìn)口設(shè)備強(qiáng)勁的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手仗谆。
等離子弧切割的特點(diǎn)和種類:
在高溫、強(qiáng)電場(chǎng)條件下產(chǎn)生的等離子弧淑履,經(jīng)機(jī)械壓縮恤络、熱壓縮和磁壓縮溜屡,使弧柱電流密集、產(chǎn)生極高的溫度和高速氣流雁韵,高溫盗闯、高速的等離子弧焰流使工件金屬熔化,并被吹離基體形成割縫颊嫁。由于弧柱溫度大大超過金屬及其氧化物的熔點(diǎn)球灰,因此,除切割碳鋼外祈兼,等離子弧還可用于切割不銹鋼迂溉、鋁、銅等金屬痒跌。割炬分別使用等離子氣體和屏蔽氣體狡舞。屏蔽氣體的作用是使切割區(qū)域與外界形成有效隔離,以獲得較好的切割邊緣質(zhì)量蛮碾。根據(jù)被切材料的特性颗蝶,可以改變不同氣體的組合來達(dá)到最佳的切割效果。
切割過程中俭厚,冷卻水由割炬噴嘴內(nèi)的小孔噴出射向電弧户魏,對(duì)等離子弧再次壓縮,使其密度和溫度進(jìn)一步增高挪挤,用以提高切割速度和切割質(zhì)量叼丑。長(zhǎng)壽命氧氣等離子弧切割是一種新穎的切割碳鋼的等離子弧切割技術(shù)。最突出的優(yōu)點(diǎn)是電極壽命長(zhǎng)扛门,與普通氧氣等離子比較鸠信,平均壽命延長(zhǎng)4——6倍,穿孔次數(shù)上升了近10倍论寨。該等離子弧電流密度極高星立,因此有非常狹窄挺直的等離子焰,割縫窄葬凳、切割面光潔绰垂、切口邊緣垂直、切割精度和表面質(zhì)量接近激光切割火焰。
a.常規(guī)等離子弧切割劲装。
b.雙氣體等離子弧切割。
c.水射流等離子弧切割塘憨。
d.長(zhǎng)壽命氧氣等離子弧切割卢女。
e.精細(xì)等離子弧切割。
進(jìn)入新世紀(jì)后士到,我國(guó)船舶工業(yè)迎來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇留绞,各骨干船廠為了應(yīng)對(duì)新的挑戰(zhàn)助安,又啟動(dòng)了數(shù)控等離子切割技術(shù)新一輪的技術(shù)改造工作,等離子自動(dòng)回轉(zhuǎn)坡口切割哩啼、新一代400A長(zhǎng)壽命氧氣等離子切割系統(tǒng)(HYPERTHERMHT4400;KOIKESUPER-400)现伺、性能良好的新穎干式等離子抽氣除塵切割平臺(tái)相繼投入造船生產(chǎn)使用,進(jìn)一步促進(jìn)了造船行業(yè)應(yīng)用數(shù)控等離子切割技術(shù)朝著廣度和深度方向發(fā)展度潜。它們的完美演繹,對(duì)眾多尚未開展此項(xiàng)工的中小船廠具有強(qiáng)烈的示范效應(yīng)影凿,這也從一個(gè)側(cè)面預(yù)示了數(shù)控等離子切割技術(shù)在我國(guó)造船業(yè)正方興未艾致殉,其未來發(fā)展空間將變得更為廣闊。
激光切割所形成的割縫窄第勉,能提高零件尺寸精度和材料利用率;割縫質(zhì)量好逃铝,無掛渣、邊緣垂直叽赊、表面光滑恋沃。在那些需要高精度、高效率切割薄板的領(lǐng)域必指,數(shù)控激光切割機(jī)仍然是首選設(shè)備囊咏。另外,激光切割還有能量密度高塔橡,切割熱影響區(qū)小梅割,可以對(duì)常規(guī)方法無法加工的材料和零件進(jìn)行加工等諸多優(yōu)點(diǎn)。但是數(shù)控激光切割機(jī)價(jià)格昂貴葛家,設(shè)備投資費(fèi)用大概是精細(xì)等離子的2——3倍;當(dāng)用激光切割厚度超過6——8mm的鋼板時(shí)户辞,加工費(fèi)用將會(huì)大于精細(xì)等離子切割,外加日常維護(hù)工作量大癞谒,因此數(shù)控激光切割的運(yùn)行成本較高底燎,這些不利因素,阻礙了其在我國(guó)造船行業(yè)的應(yīng)用弹砚。
經(jīng)統(tǒng)計(jì)双仍,船體結(jié)構(gòu)中各種型材(包括組焊型材和軋制型材)的質(zhì)量平均占到船體質(zhì)量的20%左右,型材的品種有:球扁鋼食迈、角鋼维似、扁鋼、T型鋼等嘿惜,這些型材在成形或焊接加工前要切割各種形狀的端頭和中間孔顺诽,并標(biāo)識(shí)記號(hào)及加工裝配用的線段。由于型材的品種坯公、規(guī)格尺寸多種多樣韵披,更有變幻無常的切割內(nèi)容和要求失臂,使得我們無法借助現(xiàn)有的設(shè)備和手段來自動(dòng)化批量生產(chǎn),因此國(guó)內(nèi)船廠長(zhǎng)期以來只能靠熟練工人利用半自動(dòng)的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行人工操作镇锣,生產(chǎn)效率低权洼、勞動(dòng)強(qiáng)度大、質(zhì)量難以控制一宁,這與板材已普遍運(yùn)用數(shù)控切割相比呈現(xiàn)了極其鮮明的反差献蛔。
為了改變這一作業(yè)的落后狀況,國(guó)內(nèi)骨干造船企業(yè)(如:外高橋和江南)已引進(jìn)了型材切割的關(guān)鍵設(shè)備——數(shù)控等離子型材切割機(jī)距痪,它被用于切割型材形狀各異的端頭和中間孔允瞧,而且可以按需要在型材上打印標(biāo)識(shí)和劃線,構(gòu)筑了型材自動(dòng)切割作業(yè)的雛形蛮拔,但這僅僅是開始離國(guó)際上已廣泛采用的述暂、由型材儲(chǔ)存和提取系統(tǒng)、機(jī)器人型材切割系統(tǒng)建炫、零件型材的分類和運(yùn)出托盤等組成的型材加工生產(chǎn)線來看畦韭,無論在功能、加工質(zhì)量上肛跌,還是生產(chǎn)效率上艺配,都尚有很長(zhǎng)的路程要走。好在此項(xiàng)工作已引起了我國(guó)造船界的重視衍慎,相關(guān)課題的立項(xiàng)研究已擺上議事日程妒挎,相信用不了多久,目前的狀況將會(huì)有較大的改觀西饵。
1958年英國(guó)氧氣公司試制成功了世界上第1臺(tái)數(shù)控切割機(jī)酝掩,開創(chuàng)了數(shù)控切割的新紀(jì)元。隨后眷柔,發(fā)達(dá)國(guó)家都相繼開展了對(duì)數(shù)控切割的技術(shù)棋叁、工藝、相關(guān)配套軟件和設(shè)備的深入開發(fā)研究工作允纬,經(jīng)過40多年的不懈努力铜部,得益于計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)不斷進(jìn)步的相助,已向市場(chǎng)推出了各種類型氯也、功能齊全的系列化數(shù)控切割產(chǎn)品猾晨。如今,針對(duì)不同的工件對(duì)象饮估,人們可分別采用數(shù)控肃径、機(jī)器人切割等多種切割方法;為了滿足各種材質(zhì)的切割性能和精度要求,又可以選用火焰、等離子精者、激光等與之相適應(yīng)的切割工藝又信,目前國(guó)產(chǎn)數(shù)控切割產(chǎn)品的種類和規(guī)格已相當(dāng)齊全,其中部分產(chǎn)品在技術(shù)杰笛、性能抛冗、指標(biāo)和功能上均已接近或達(dá)到國(guó)際上同類產(chǎn)品的水平,真正達(dá)到了為用戶提供全面解決問題的方案最岗。
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