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                激光切割如何提升焊接的精度與效率

                發布時間:2022-08-12

                       在“中國制造2025”不斷深化的背景下,激光技術正在逐步推動中國制造業新一輪的產業升級,邁向以智能制造為主的工業4.0時代。在這一戰略發布的十大重點領域中,航空航天裝備、新能源汽車等領域對激光焊接、激光切割、3D激光熔融打印等高端激光技術的需求將被不斷釋放。這其中,隨著金屬管材的產量和消費日益增長,管材的加工需求也越來越大,激光切管技術的誕生更是給管材加工注入了新的血液。激光切割管材如圖1所示。


                圖1激光切割管材
                      在整個加工流程中,下料是至關重要的一環,隨著傳統下料被激光下料逐步取代,下料工藝與焊接工藝的配合也發生了很大改變。下料工藝與焊接工藝如果配合不好,焊接時會增加很多麻煩,反之,若配合得好,也能使焊接事半功倍,使整個生產流程更加順暢、高效。為了能夠更好地配合好焊接,激光下料應做好以下三個方面。
                解決由激光切割特性帶來的影響
                      在傳統下料工藝中,由于手工鋸削的包容性強,鋸斷是不需要特別考慮材料厚度的,即使是圓棒也可以慢慢鋸斷。而激光切割則對材料厚度非常敏感,過厚的材料會影響其切割效率,甚至可能無法切透。傳統火焰切割方式中,手持式火焰切割的噴頭細小又靈活,可以根據切割需求人為地自由調整切割位置;相比于傳統的手持式火焰切割噴頭,激光切割頭則要寬得多,因此在切割過程中更需要注意避免切割頭與管材的碰撞,如圖2、圖3所示。

                圖2 切割下料

                圖3 激光切割安全性對比

                       此外,市面上很多激光切管機是不帶擺軸的,這固然節省了成本,但缺少擺軸的激光切管機,做不到切割頭在管料拉伸方向的傾斜,所以無法切出坡口零件。L形拼接需要坡口才能完全吻合,而普通切管機切出的斜切零件端面有凸起,不能夠兩兩拼合,如圖4所示,所以無法實現直接焊接。有些工廠為了避免這種干涉,在焊接之前增加了打磨工序,這無疑降低了生產效率。

                圖4 缺少擺軸的切管機切出的零件拼接有干涉

                      對于這類問題,通常是通過修改圖紙來解決。以L形拼接為例,為了應對拼接干涉,在實際操作過程中可以把干涉的部分切掉,再滿焊填補縫隙(焊縫補償);也可以把零件設計成其他形狀,如公母拼接、圓角V槽,進而避開坡口切割這個難題,如圖5所示。

                圖5 避開坡口切割實例

                       使焊接更牢固更美觀
                      為了提高接頭強度,可以主動改變下料形狀,在拼接邊緣切出坡口,如圖6所示,這樣不僅能降低焊接難度,還可以使成品更牢固、更美觀。
                      柏楚三維套料軟件TubesT里提供了類型豐富的坡口功能,極大地簡化了這類圖紙的生成步驟,能夠快速適配不同的焊接需要。使用TubesT處理后的零件效果及焊接成品效果如圖7所示。

                 圖7 使用TubesT處理后的零件效果及焊接成品效果


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