光纤激光切割技术在轨道交通行业的应用-【新闻】

发布时间：2021-05-16 15:37:20 阅读：次来源：抽纸厂家

I北京埃森焊接展专题bookmark0光纤激光切割技术在轨道交通行业的应用南京南车浦镇城轨车辆有限责任公司质量管理部部长曹志激光切割是现今人们所掌握的各种切割技术中最好的切割方法之1，与传统切割相比，激光切割的优势在于：工作区域小、切口窄、热变形小、切割精度高、噪声小、无污染和易于实现自动切割。虽然初期投资大，但加工成本比机加工要少50%，而且激光能切割非金属。作为种先进的制造技术，激光切割具有应用范围广、工艺灵活、加工精度高、质量好、生产过程清洁，以及便于实现自动化、柔性化、智能化和提高产品质量、劳动生产率等优点。

割设备我公司激光设备采用大族激光生产的G3015F型数控光纤激光冲切复合加工中心，设备系统主要由硬件系统、软件系统、激光器等组成。

构，进口齿轮齿条及高精密的直线导轨，传动平稳，精度高，配置交换工作台，可使切割与上料同时进行，大大提高了机床的生产效率。

构，退火后进行粗加工，然后再进行振动时效处理，可以完全消除焊接及加工的应力，刚性好、精度高，可保持长时间使用不变形。

铸造，经退火后粗加工，再振动时效后，经高精密加工成形，刚性好、重量轻、动态性能好。

Z、Z、Z轴均采用德国西门子大扭矩伺服电动机，高精度、高转速、大扭矩、大惯量、性能稳定耐用，保证了整机的高速度及加速性。

专用切割头以及德国PRECITEC公司生产的电容式传感器，感应精度高、反应灵敏、性能最为稳定可靠。

阀，精确控制切割辅助气体的气压，以达到最佳的切割效果。比手动调压阀要精确、方便得多。

设备软件系统系统的PA8000数控系统，激光切割机专用数控系统，集成了很多激光切割控制专用功能模块，功能强大，人机界面好，操作简单。

件，是数控切割机实现〃全时切割、高效切割和高套料率切割"的核心技术，是有效节省材料，提高切割效率的根本保证。

光纤激光切割机采用世界知名光纤激光制造商IPGPhotonics公司的YLS2500型大功率光纤激光器，如所示。

不同类型激光器特点对比附表所示。

光纤激光器由于光路可盘绕，光路占用空间较小，在采用单芯结半导体泵浦激光器做泵浦源的情况下，泵浦激光器可分散安装，具有很好的散热特性。在安装密度不高的情况下，采用风冷即可；在安装密度较高的情况不同类型激光器特点对比参数光纤激光器Nd：YAG固体激光器C2激光器Disc激光器电光转换效率3031015最大输出功率/kW506208BPP（4/5kW）1000001000NA.10000占地面积（4/5kW）/m24维护和操作费用/h-1（4/5kW）235208维护不需要经常需要经常柔性加工非常适宜适宜不适宜适宜稳定性最佳差好好吸收率钢35351235吸收率铝7727需更换的部件高亮度宽带单芯结半导体激光器，超过5万h的泵浦时间。其中一个半导体损坏后，更换仅需要300~500美元，因为每个半导体泵浦源彼此独立灯能够连续工作的时间不到1 000h工作气体的补充半导体Bar条（阵列）最大5000h脉冲模式或10000h连续模式。激光器使用过程中整个泵浦源需要经常更换，每次更换需要20万~23万美元（下转第38页）工热加工合金、铝合金及碳纤维材料制成，针对这种材质可以采用大型切割机，400MPa大功率高压系统、五轴控制切割头进行切割加工。

等骨架结构件这些部件不但有高的强度要求，而且在满足强度要求的条件下，又需减轻自身重量，减少能耗，为此常用材料有合金钢、不锈钢、铝合金、钛合金及碳纤维等。对从波音777和空中客车A380的尾部到波音7E7和F117的机翼；从喷气发动机的涡轮叶片到阿帕奇直升机，针对这些结构件可采用多功能水刀切割机，400MPa大功率高压系统，5轴切割头进行切割加工。

管道及联接法兰考虑常采用钛、铝合金及碳纤维制成，针对这种材质可采用400MPa中小功率高压系统，中小型切割机及通用切割头进行切割加工。

件多采用铝合金、工程塑料座支架承重。采用泡沫塑料为衬垫，用化纤织品、皮革、人造革为包皮，可采用机器人水刀（六轴控制）、400MPa中小功率高压系统，纯水切割头进行切割加工。

等它们都采用玻璃和夹胶玻璃制成。可采用中小型切割机、300~400MPa小功率高压系统，通用水切割头或水切割加工中心进行切割加工。

国外已成功地用加砂水刀对复合材料进行钻孔和切割时无需进行表面剥离，并能够谷易地和新式或者现有机器人和门架集成起，可以为短期运行快速重新编程，快速更换或者取消机头、模板、导向器和手工修边。这样可使切割复合材料的速度更快，工具寿命更长，不产生灰尘，能更干净、更安全地提高生产效率。MW（20140320）（上接第33页）下，只需少量通水即可满足散热要求，因此，全光纤激光器的体积比同样输出功率的气体和固体激光器系统更小，重量更轻。

与其他激光器相比，光纤激光器拥有更精确的光束质量，很小的发散角。

防松板切割案例转向架防松板为不规则曲线轮廓结构，材料为1Cr18Ni9Ti不锈钢板，厚度8mm，外轮廓曲率多变。要求中部销孔尺寸公差35+S.imm，要求加工区域光滑过渡。选用脉冲功率为2.4kW的激光器，切割速度达到2.2m/min，激光束焦点直径为0.12~0.25mm.经实践验证，光纤激光切割加工的产品完全可以满足实际使用要求。其他地铁基础激光切割件如所示。

四、结语综上所述，使用光纤激光切割加工的产品具有切缝窄（0.1~0.5mm）、变形小、无毛刺、皱折、精度高（孔中心距误差0.1~0.4mm，轮廓尺寸误差0.1~0.5mm）、切口表面质量好Ca=12.5~25pm）寺特点。由于数控的激光切割系统方便切割不同形状与尺寸的工件，往往比冲切、模压工艺更被优先选择；尽管加工速度还慢于模冲，但它没有模具消耗，无需修理模具，还节约更换模具时间，从而节省加工费用，降低产品成本，所以总体上讲在经济上更为合算。