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現(xiàn)代切割技術(shù)在工程機(jī)械制造中的應(yīng)用

　在現(xiàn)代工業(yè)制造領(lǐng)域中，切割是應(yīng)用量很大、應(yīng)用面廣泛的基礎(chǔ)工藝之一，尤其是在工程機(jī)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(dāng)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(yīng)用，對切割技術(shù)在工程機(jī)械中的選擇應(yīng)用要點(diǎn)作一簡單介紹。

　　一、切割技術(shù)的現(xiàn)狀、應(yīng)用形式及技術(shù)經(jīng)濟(jì)性

　　近年來，國內(nèi)外切割技術(shù)取得了突破性進(jìn)展，從單一的氧乙炔火焰氣割發(fā)展成為新型工業(yè)燃?xì)饣鹧媲懈睢⒌入x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(shè)備。

　　A、現(xiàn)狀

　　1、氧乙炔／新型燃?xì)饣鹧媲懈?

　　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(jī)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(yán)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(jī)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?xì)猓壳皣鴥?nèi)己自主開發(fā)及引進(jìn)了多種新型工業(yè)燃?xì)獯嬉胰灿糜诠I(yè)火焰加工。同時與新型工業(yè)燃?xì)庀嗯涮椎母罹嬉蚕嗬^投建成投產(chǎn)，各種割炬器種齊全。手工割炬切割厚度可達(dá)350mm，機(jī)用割炬切割厚度可達(dá)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(dāng)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(yīng)不同的需要。

　　普通離子電源輸出電流為20～200A，切割厚度可達(dá)30mm以下；精細(xì)等離子電源輸出電流最高可達(dá)100A，切割厚度可達(dá)12mm以下，其中精細(xì)等離子割縫寬0.65～0.75mm，與數(shù)控切割機(jī)配合可達(dá)±0.2mm的切割精度；水再壓縮等離子電源輸出電流最高可達(dá)1000A切割厚度可達(dá)130mm

　　目前，等離子弧切割機(jī)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(bǔ)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(jī)械制造業(yè)的應(yīng)用有增長的趨勢。

　　3、激光切割

　　激光切割的工業(yè)應(yīng)用始于20世紀(jì)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(diǎn)，在多種行業(yè)獲得了廣泛應(yīng)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(jìn)步，其應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴(kuò)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(yīng)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(diǎn)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(jì)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(shè)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(shè)備并用于生產(chǎn)。目前大部分水射流切割設(shè)備主要應(yīng)用于非金屬板材的切割。

　　B、應(yīng)用形式

　　無論哪種切割技術(shù)，均有不同的應(yīng)用形式，火焰、等離子、激光均有小型切割機(jī)械產(chǎn)品和數(shù)控坐標(biāo)式切割機(jī)械產(chǎn)品。
　　其中，火焰切割技的小型切割機(jī)械最多，從通用的半自動氣割機(jī)、仿形氣割機(jī)、光電跟蹤氣割機(jī)到專用的型鋼氣割機(jī)、馬鞍形氣割機(jī)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(jī)基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，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(biāo)式數(shù)控切割機(jī)是我國切割行業(yè)發(fā)展最快的現(xiàn)代化切割設(shè)備之一，坐標(biāo)式數(shù)控切割機(jī)以其良好的人機(jī)對話操作界面及強(qiáng)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(jī)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。

　　C、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較

　　目前，熱切割在工程機(jī)械行業(yè)應(yīng)用廣泛，而火焰、等離子、激光三種切割技術(shù)均屬于熱切割，其三種切割技術(shù)的技術(shù)經(jīng)