金属管材的数控激光切割技术

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目前中国已经发展成为世界钢材生产与消费的第一大国，近年来，为满足工业市场的需求，各种用于管材和其他三维工件切割的激光加工设备产品相继问世，以TRUMPF、BLM、MAZAK为代表的国外知名激光公司已经有大量高端激光管材加工设备用于实际工业生产，特别是在汽车制造行业、石油开采、机械制造、金属管材加工得到广泛应用，国内此类设备尚属研发阶段，而相应的工艺与技术研究亦愈来愈受到有关专家和国内激光企业的重视。
) {! n4 [, p* N伴随我国金属管材产量和消费的迅速增长，管材激光切割设备正在我国迅速普及，数控切割人才和激光管切技术需求的迅速增长，也凸显出激光管切设备和数控切割人才及工艺的严重短缺和滞后。从而导致切割效率低，切割质量差，造成管材的严重浪费。本文将围绕激光管切的主要技术问题进行介绍和分析，并提供有针对性的解决方案。
1、大长度金属管材全行程自动激光切割下料
4 C1 ~* S3 P0 ^( c6 _对于大长度金属管材全行程自动激光切割下料的工艺要求，在机械结构上采用独特的双驱气动卡盘旋转机构（主动轴W、从动轴W1），左侧主动轴W轴气动卡盘旋转机构固定不动，将管材夹持住，通过机床X、Y、W运动对管材进行切割加工，右侧从动轴W1气动卡盘旋转机构可以随工作台沿工件轴向运动，可实现大长度金属管材全行程自动激光切割下料。

( J- R) h' t$ ?* A) T! f2、数控切割技术
# P! `$ ~: Z# [0 G9 w数控切割是管材大批量、高效率、高质量的切割生产方式，数控切割的核心是数控切割系统。目前在激光管材切割过程中存在的质量问题如：零件引割点过烧、零件拐角过烧、切割面倾斜，以及切割圆形零件时圆变形或不能闭合等，直接导致管材的严重浪费和切割生产效率低下。
数控切割技术就是指数控系统的切割控制软件中提供先进的切割工艺和丰富的切割经验，使切割操作工人通过熟练使用控制系统，达到高质量、高效率的数控切割。
0 I$ I3 N: H1 f- i! u2 s3、专业管材套料技术
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数控激光管切由于切割效率高，编程套料更加复杂，如果使用不当，就会造成管材浪费和切割效率低下。通过专业的管切套料软件在计算机上预先进行画图、套料、下料分段编程，生成NC切割程序，然后进行大长度金属管材全行程自动激光切割下料。专业的管材套料软件是实现数控管切机大批量、高效率、高质量切割生产的基础和前提条件。
5 T9 o/ D& `5 A, \2 \4、管材切割工艺
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) l4 [2 V! B6 g0 p0 d: k由于管材切割（特别是对于小管径的方管材）时，溶渣附着于管内壁，切割产生的大部分热量被工件吸收，切割密度较大时，往往会造成管材过热，拐角及方管四个角过烧，严重影响切口质量，甚至无法切割。对此类问题可采用：（1）激光切割头带高度传感随动系统能够保证在切割的过程中，切割喷嘴与工件表平面的高度保持不变（焦点不变），使切割效果不随工件表面的变化而受影响；（2）加大氧气压力的方法（6-8Mpa）;(3)通过软件提高尖角合成速度。
通过上述方法可解决管切中的“过烧”和挂渣等问题。
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5 M+ _$ ^$ n' d' U6 h& v激光管切技术正处在快速发展和不断完善的过程，随着计算机技术、机械结构、切割技术及优化算法的不断更新及发展，数控激光管切技术将更加突出的展现其智能、快速和优化的切割工艺和技艺，为激光管切机的高效切割、高质切割，以及节省管材和能耗，提供技术保证。
文章关键词： 金属、管材、数控、激光、切割技术