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浅谈数控激光切割机在船体加工中的独特优势

来源: | 作者:深圳市欧凯盛科技有限公司 | 发布时间: 2018-02-05 | 1883 次浏览 | 分享到:

激光切割机作为一种新型船体零件切割设备，相比其他常规切割设备，具有加工精度高，热变形小，设备稳定性好，配件损耗率低，环境污染小等的优势，在船舶生产制造中有较大的应用潜力。目前在高新船舶分段中无余量建造、薄板下料工法变革方面有较好的应用，大大提高了加工效率，消除了现场修割的现象，减少了人工和材料浪费。激光切割机的优势在船舶制造中将会更广，更深层次的应用。

激光切割机的工作原理主要是将激光束聚焦成很小的光点，其最小直径（可小于0.1mm）；使焦点处达到很高的功率密度（可超过106kw/cm2），这是光束输入（光能转换）的热量远远超过被材料反射的传导或扩散部分，材料很快加热至汽化温度，蒸发形成孔洞，随着光束与材料相对线性移动，使孔洞连接形成宽度很窄（如0.1mm左右）的切缝，切边热影响很小，基本没有变形，无毛刺，精度高。
切割过程如下示意图：

激光切割机与常规下料设备的对比
针对船体板材零件下料方式总结出主要有四种：火焰切割、等离子切割、剪切加工以及激光切割。
设备性能的对比
这几种下料方式在船体加工中各有秋千，其中火焰切割机能进行厚板的下料；等离子切割机速度快；剪切加工材料利用率高，但只能局限于对于直线边零件的加工，切精度误差较大；激光切割机主要是切割精度高，设备稳定性高，切切割热输入小。但切割厚板速度相对较慢。正是由于精度高的优势，激光切割机在高新产品薄板建造、分段建造过程中无余量精度管理、商船建造中对焊接坡口直线度要求高的工序：如FCB法拼板、双丝埋4弧自动焊等方面，有着无可替代的优势，这些激光切割机的有点为改类工法的顺利执行奠定了重要基础。
下面列出了激光切割机与其它两种切割设备在参数直观简略的对比：

激光切割机在实际生产中的应用
通过激光切割设备与其它下料设备性能的对比，得知激光切割设备的主要加工个优势在于切割精度高，热变形小的特性。这一特性在实际生产中有着广泛的应用前景。
推进高新船舶分段建造过程无余量
高新船舶对于船体分段转配精度要求高，构架转配间隙必须控制在1mm范围。以某型船底部分段EB02为例，以往采用等离子对肋板下料时，为了保证装配间隙，在煤块肋板上均设置修割余量，这些肋板上的余量都是在现场装配时手工进行修割的，修割质量参差不齐割缝内氧化物不易清楚，同时增加了装配工作量，装配周期增长，致使整个分段建造周期延长。采用激光切割机下料提高了零件精度，在相对取消装配余量厚，构架装配速度明显加快。整个分段的装配质量也明显提升，分段建造完工精度也同时得到提升，事实证明，更加精准的零件有利于保证分段完工主尺寸。
促使薄板下料工法变革
薄壁上层建筑分段建造师整个高新工程船体建造中的一个重要环节，其最薄围板厚只有2mm；在整个上层建筑分段建造过程中，从下料到部件制造，分段制造，总组搭载一系列过程均是手里过程，薄壁板材很容易失稳变形。所以薄壁上层建筑分段的建造每个过程都是控制关键，而正是激光切割机的引入，推进了薄壁下料的工法变革。为保证分段建造质量奠定了重要作用。
在引进激光切割机之前，对薄板2-3mm下料主要是通过人工划线后，采用剪刀车进行剪切下料。再通过扎平机进行矫平；人工划线和剪切的累积精度偏差在3mm左右，致使在围壁拼版装配间隙超差，无法实现装配间隙1mm范围内的要求，现场往往有大量的修割现象；而对于4-6mm的钢板，采用等离子切割，由于板材薄、切割热量大，钢板边缘直线度达不到要求，切割扎平后，仍需利用刨边机进行边缘加工，增加了加工工序。
到了部装阶段，就有大量围壁因下料误差报废或返工，而在到分段围壁装配时，围壁边势修割或装配间隙超差等问题更是层出不穷，未采用加工切割机下料前，正个薄板围壁材料报废率高。引进激光切割机厚，正是利用其加工精度高、热输入小的特点，所有薄壁均采用激光切割下料，一步到位，省去了划线、扎平、刨边的工序；杜绝了由于下料问题导致的板材损耗；大大提高了加工效率。

显然，由上见图看出，采用激光切割机进行薄板下料时一次工艺上的变革。大大提高了薄壁分段加工的效率和质量。

总之，激光切割机作为一种新型船体零件切割设备，相比其他常规切割设备，具有加工精度高，热变形小，设备稳定性好，配件损耗率低，环境污染小等的优势，在船舶生产制造中有较大的应用潜力。目前在高新船舶分段中无余量建造、薄板下料工法变革方面有较好的应用，大大提高了加工效率，消除了现场修割的现象，减少了人工和材料浪费。激光切割机的优势在船舶制造中将会更广，更深层次的应用。

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