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激光切割機在船體加工中的優勢

2019-01-23 18:08:36??????點擊:

    激光切割機的工作原理主要是將激光束聚焦成很小的光點,其最小直徑;使焦點處達到很高的功率密度,這是光束輸入的熱量遠遠超過被材料反射的傳導或擴散部分,材料很快加熱至汽化溫度,蒸發形成孔洞,隨著光束與材料相對線性移動,使孔洞連接形成寬度很窄的切縫,切邊熱影響很小,基本沒有變形,無毛刺,精度高。
    這幾種下料方式在船體加工中各有秋千,其中火焰切割機能進行厚板的下料;等離子切割機速度快;剪切加工材料利用率高,但只能局限于對于直線邊零件的加工,切精度誤差較大;激光切割機主要是切割精度高,設備穩定性高,切切割熱輸入小。但切割厚板速度相對較慢。正是由于精度高的優勢,激光切割機在高新產品薄板建造、分段建造過程中無余量精度管理、商船建造中對焊接坡口直線度要求高的工序:如FCB法拼板、雙絲埋4弧自動焊等方面,有著無可替代的優勢,這些激光切割機的有點為改類工法的順利執行奠定了重要基礎。
    下面列出了激光切割機與其它兩種切割設備在參數直觀簡略的對比:
    通過激光切割設備與其它下料設備性能的對比,得知激光切割設備的主要加工個優勢在于切割精度高,熱變形小的特性。這一特性在實際生產中有著廣泛的應用前景。
    推進高新船舶分段建造過程無余量
    高新船舶對于船體分段轉配精度要求高,構架轉配間隙必須控制在1mm范圍。以某型船底部分段EB02為例,以往采用等離子對肋板下料時,為了保證裝配間隙,在煤塊肋板上均設置修割余量(如下圖:),這些肋板上的余量都是在現場裝配時手工進行修割的,修割質量參差不齊割縫內氧化物不易清楚,同時增加了裝配工作量,裝配周期增長,致使整個分段建造周期延長。采用激光切割機下料提高了零件精度,在相對取消裝配余量厚,構架裝配速度明顯加快。整個分段的裝配質量也明顯提升,分段建造完工精度也同時得到提升,事實證明,更加精準的零件有利于保證分段完工主尺寸。
促使薄板下料工法變革
    薄壁上層建筑分段建造師整個高新工程船體建造中的一個重要環節,其最薄圍板厚只有2mm;在整個上層建筑分段建造過程中,從下料到部件制造,分段制造,總組搭載一系列過程均是手里過程,薄壁板材很容易失穩變形。所以薄壁上層建筑分段的建造每個過程都是控制關鍵,而正是激光切割機的引入,推進了薄壁下料的工法變革。為保證分段建造質量奠定了重要作用。
    在引進激光切割機之前,對薄板2-3mm下料主要是通過人工劃線后,采用剪刀車進行剪切下料。再通過扎平機進行矯平;人工劃線和剪切的累積精度偏差在3mm左右,致使在圍壁拼版裝配間隙超差,無法實現裝配間隙1mm范圍內的要求,現場往往有大量的修割現象;而對于4-6mm的鋼板,采用等離子切割,由于板材薄、切割熱量大,鋼板邊緣直線度達不到要求,切割扎平后,仍需利用刨邊機進行邊緣加工,增加了加工工序。
    到了部裝階段,就有大量圍壁因下料誤差報廢或返工,而在到分段圍壁裝配時,圍壁邊勢修割或裝配間隙超差等問題更是層出不窮,未采用加工切割機下料前,正個薄板圍壁材料報廢率高。引進激光切割機厚,正是利用其加工精度高、熱輸入小的特點,所有薄壁均采用激光切割下料,一步到位,省去了劃線、扎平、刨邊的工序;杜絕了由于下料問題導致的板材損耗;大大提高了加工效率。
    總之,激光切割機作為一種新型船體零件切割設備,相比其他常規切割設備,具有加工精度高,熱變形小,設備穩定性好,配件損耗率低,環境污染小等的優勢,在船舶生產制造中有較大的應用潛力。目前在高新船舶分段中無余量建造、薄板下料工法變革方面有較好的應用,大大提高了加工效率,消除了現場修割的現象,減少了人工和材料浪費。激光切割機的優勢在船舶制造中將會更廣,更深層次的應用。
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