本文介紹了南通中遠(yuǎn)川崎船舶工程有限公司NC激光切割機(jī)的應(yīng)用實(shí)況。指出了造船業(yè)中激光切割機(jī)應(yīng)用中的優(yōu)缺點(diǎn)，以及解決問題的方法。
1 激光切割技術(shù)的特點(diǎn)和切割性

1.1 激光切割技術(shù)的特點(diǎn)

激光技術(shù)在20世紀(jì)六七十年代開始應(yīng)用禾绊。激光是利用原子受激輻射原理，在激光器中使工作物質(zhì)受到激勵(lì)而獲得光輻射并經(jīng)放大后射出的光攻臀。激光束經(jīng)聚焦后其光斑直徑最小能達(dá)到0.01mm焕数，相應(yīng)的功率密度可達(dá)0.10～103MW/cm2，比一般的切割熱源高幾個(gè)數(shù)量級(jí)刨啸，激光切割正是利用這種高密度的熱能來進(jìn)行的堡赔。

激光切割有如下特點(diǎn)：

(1)既能切割金屬材料，又能切割非金屬材料设联；

(2)切割薄板時(shí)善已，速度較快；

(3)切割質(zhì)量好离例，切割縫小换团，切割面光潔美觀悉稠，熱影響區(qū)小，熱變形兴野的猛；

(4)切割時(shí)很少需要更換消耗品，易于實(shí)行無人管理想虎；

(5)無噪聲衰絮、少煙塵，對(duì)環(huán)境基本無影響蝎业。

激光切割存在的問題：

(1)受輸出功率的限制，切割速度比等離子弧切割要慢谓虽，切割板材的厚度不能太厚捣卵；

(2)價(jià)格較貴。

1.2 金屬材料的激光切割性

從理論上講笤簸，利用激光能切割各類金屬和非金屬材料借陕。但實(shí)際上因材料的激光切割性同其熱物理性和對(duì)激光的吸收率有很大的關(guān)系。一般來說沛愕，其切割性與工件材料有如下關(guān)系册安。

(1)對(duì)激光吸收率低的材料通常不易用激光切割，銅姑享、鋁等金屬的吸收率很低烫奏，過去因激光的輸出功率小，曾發(fā)現(xiàn)很難切割罪褒，但這些金屬一經(jīng)受熱熔化耙肖，對(duì)激光的吸收率就迅速增加，故現(xiàn)在用大功率婿着、高能量密度的激光已能進(jìn)行切割授瘦。但金、銀等金屬對(duì)激光的反射率比銅竟宋、鋁還要高提完，就難以用激光切割。

(2)蒸發(fā)（氣化）或熔化溫度低丘侠、導(dǎo)熱率小的材料易進(jìn)行激光切割徒欣。

(3)熱膨脹率大而熱導(dǎo)率低的材料，主要是陶瓷等非金屬材料蜗字，在激光切割過程中易產(chǎn)生裂紋帚称。

(4)表面經(jīng)拋光的材料，因?qū)す獾姆瓷渎屎芨呋喟模屎茈y進(jìn)行激光切割闯睹。

(5)不同的激光發(fā)生器功率戏羽，在切割軟鋼時(shí)的板厚切割速度的變化情況如圖所示。

軟鋼切割時(shí)板厚和切割速度的變化情況

本文介紹了南通中遠(yuǎn)川崎船舶工程有限公司NC激光切割機(jī)的應(yīng)用實(shí)況楼吃。指出了造船業(yè)中激光切割機(jī)應(yīng)用中的優(yōu)缺點(diǎn)始花，以及解決問題的方法。

2 激光切割技術(shù)的應(yīng)用

激光切割技術(shù)投入生產(chǎn)應(yīng)用以來路统，發(fā)展非常迅速茴辈，技術(shù)日趨完善，目前工業(yè)發(fā)達(dá)國家對(duì)這一技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛乞审，在汽車工業(yè)部門和鋼結(jié)構(gòu)制造部門已使用多年绎噩，在造船工業(yè)部門國外有較多船廠也已裝備有NC激光切割設(shè)備。2004年國內(nèi)造船業(yè)中鸠丸，南通中遠(yuǎn)川崎船舶工程有限公司( NACKS)率先從日本田中株式會(huì)社引進(jìn)了兩臺(tái)激光切割機(jī)缨诱，該設(shè)備的激光振蕩器的輸出功率為6000W，按設(shè)備的技術(shù)規(guī)格書可切割I(lǐng)形赡脚，V形和A形坡口纳倒，在切割低碳鋼的板厚范圍如表所示。切割縫的寬度（垂直切割時(shí)）為0.8～1.0mm幸持。

坡口型式和板厚范圍

2.1 在造船業(yè)中使用NC激光切割機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

(1)NACKS在引進(jìn)NC激光切割機(jī)后使用的三年中苟暗，最能發(fā)揮激光切割機(jī)優(yōu)勢(shì)的船型是汽車滾裝船，由于此類船型有多層甲板川砌，使用大量的5.5～9mm的鋼板韭寸，在多層甲板上需切割大量的φ50mm綁扎用孔，而且精度和斷面要求非常高荆隘。如用其他類型的切割機(jī)進(jìn)行切割棒仍，困難是很大的，用NC激光切割機(jī)切割臭胜，切割的零件不但精度高（基本能在1mm以內(nèi)）莫其，而且切斷面光滑，垂直度好耸三。如果沒有激光切割機(jī)乱陡，將使公司建造的汽車滾裝船的工期大大延長，建造成本也將大大增加仪壮。

(2)采用激光切割機(jī)切割下來的零件變形很小憨颠，給裝配、焊接积锅、矯正帶來極大的方便爽彤。

(3)激光切割還可以無人控制，可以在操作工人吃飯和休息時(shí)進(jìn)行作業(yè)缚陷，提高了工作效率适篙，每天的工作臺(tái)時(shí)數(shù)必痢，可達(dá)22小時(shí)。

上述的這些優(yōu)點(diǎn)是等離子切割機(jī)無法相比的漂手。在建造其他類型的船舶時(shí)涤朴，除了雙層底分段和下邊艙分段因厚板較多，其余分段板材激光切割機(jī)大都能夠切割曼散。

2.2 缺點(diǎn)

激光切割機(jī)也存在以下一些缺點(diǎn)茁升。

(1)切割速度慢(約為等離子切割速度的1/3)，雖然可以用無人操作來彌補(bǔ)污兄，但切割的工作量還是等離子切割的工作量大鹰泡。

(2)反坡口切割困難，由于切割機(jī)構(gòu)造和切割特性的原因午四，使反坡口切割帶有一定的風(fēng)險(xiǎn)叛冠，切斷面質(zhì)量差，掛渣難以處理谬碱，精度難以掌握，目前NACKS的反坡口都是用手工切割的早假。

(3)切割板材的邊框至少需留5mm以上的余量蠢挡，才能保證切斷面的質(zhì)量和精度良好。

(4)板材的表面處理情況（如漆膜厚度）凳忙，對(duì)切割質(zhì)量有很大影響业踏。

(5)坡口型式變化太大的板也不適宜用激光切割機(jī)來切割。因?yàn)榇┛状螖?shù)大量增加涧卵，而由于激光切割機(jī)的穿孔過程較為繁瑣勤家，會(huì)使設(shè)備利用率不高，且頻繁地穿孔容易使噴嘴粘上切割時(shí)產(chǎn)生的飛濺物而造成切割質(zhì)量不好柳恐。

3 小結(jié)

綜上所述伐脖，適合激光切割機(jī)切割的船體零件主要有下列幾類：

(1)小合攏時(shí)所需的各類板材零件（如需組拼的桁材或其他部件）；

(2)分段中一些較薄的板材乐设；

(3)切割時(shí)容易變形的板材零件（如上層建筑中的板材）讼庇；

(4)切割質(zhì)量和精度要求較高的板材（如滾裝船中的甲板）。

由于激光切割機(jī)和等離子切割機(jī)的互補(bǔ)性很強(qiáng)近尚，因此應(yīng)根據(jù)工廠承擔(dān)建造船舶的類型蠕啄，適當(dāng)配置一定數(shù)量的激光切割機(jī)，以便能為高質(zhì)量戈锻、短工期艺踪、快節(jié)奏建造承制的船舶提供可靠的保證。

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