浅谈激光切割板材技术_余嵩

身独特的优势，在进行炉类选择时，一定要遵循具体问题具
体分析的原则，选用合适的热处理炉对中厚板进行热处理。
表一：中厚板热处理炉分类表
中厚板 热处理
炉
连续式热 处理炉
周期式间歇性 热处理炉
辊底式：明火加热；辐射管 加热
步进梁式炉 外部机械化式炉
台车式炉 罩式炉
明火加热与辐射管加热是两种主要的加热方式，因此，
题；用辊压式淬火机进行淬火操作，可以使中厚板淬火均匀，
避免软点的出现；除此之外，辊压式淬火机对淬火钢板的长
度没有限制，任意长度的钢板都可以进行淬火处理；辊压式
淬火机可以与热处理炉进行连接，对整个中厚板热处理工艺 进行联动控制。
3、中厚板热处理线的配套设备 3.1 矫直机 矫直机的功能在于对中厚板进行矫直处理，保证中厚板 的板型。厚度在 20 毫米以上且经过正火处理的钢板一般无 需进行矫直处理；而对于经热处理后板型不好的钢板要进行 冷热矫直处理，必要时，可以使用配套的压平机进行处理。 3.2 抛丸机 抛丸机是对钢板进行抛丸处理的关键设备，抛丸机的质 量与抛丸后钢板的表面质量息息相关。抛丸不彻底会使钢板 表面结疤，严重影响钢板的美观及质量。 3.3 计算机控制 计算机控制也是中厚板热处理的重要组成部分，热处理 线的控制系统的最低限度是二级计算机控制系统，随着技术 的不断革新与进步，目前大多数钢厂都采用的是三级计算机 控制系统，该系统中，热处理炉和淬火机配备的都是一级 PLC 自动控制系统和二级数学模型。利用这一系统，热处理炉和 淬火机可以自由进行数据的传递和交换，除此之外，热处理 炉和淬火机还与其他设备保持通讯，为数据传输和交换提供 保障。 结束语 科技在不断发展，时代在不断进步，中厚板热处理工艺 和设备也处在不断更新之中。传统的中厚板热处理工艺和设 备已经无法紧跟时代的步伐，因此，必须要对热处理工艺和 设备进行革新。科技是第一生产力，将科技创新应用到中厚 板热处理工艺之中，必定能促进中厚板热处理技术不断向前 发展。 参考文献： [1]胡于华.中厚板热处理生产线工艺设备配置探讨[J].南 方金属,2010,(4) [2]孙决定.国内中厚板热处理装备的特点及处理的主要 品种[J].钢铁研究,2011,39(6) 作者简介： 谢浩 河北钢铁集团邯钢中板厂 河北省邯郸市 056000
自主创新
浅谈激光切割板材技术
余嵩
装备制造
【摘 要】高亮度、方向性好和单色性好是激光的重要特点，在进行聚光处理后的光束可以在短时间内产生近万度高温， 以至于任何坚硬材料在这个光束下都急剧融化和蒸发，在这个基础之上产生强烈冲击波，而目的就是将融化后残留物质爆炸 式喷射去除。CO2 激光切割机已经被广泛运用到相关工业领域，在一定程度上增加其精确度也节省资源。在 CO2 激光切割 板机对板材加工进行深入了解后，在其设计和实际运用过程中找到了几个切入点进行分析，目的也就是使得 CO2 激光切割 板材技术能够在更多领域推广和使用。
（上接第 37 页） 例如：在开发材料输送系统、直线电机驱动系统，在经过一 系列完善和创新之后 CO2 激光切割机速度能够达到每分钟 100m。从原来局限于相关工业到当前工程机械、造船业方面 的表现，切割机厚度也突破了原有厚度，并致力于研究用氮 气切割低碳钢技术，来提升切割质量，获得更加广阔的市场 环境。
【关键词】CO2 激光切割机；板材技术பைடு நூலகம்应用
CO2 激光切割机与其它加工方式相比，其成本投入较 大，但是在切割速度、准确度、切割后光滑面、对材料损耗 少是其它加工方式无法企及的。例如：激光切割在薄板即将 成型时，对某种程序或者设置稍加调整，就可以达到在复杂 的三维工件上完成开孔、切割等多道工序，取代复杂的冲孔、 模具切割，从整体出发降低生产制作成本及压缩生产周期。 因此，激光技术已经运用在多个领域如：汽车制造、航空等。 在实际生产过程中应该从长远出发，充分考虑到各方面因素 可以提升切割技术，从而达到提升板材利用率的目的，在提 升质量同时，降低生产制造成本。
[2]张梅,闫伟,袁春明,王定康,高小山. 数控加工中的二 次曲线拟合与最优插补控制算法[J]. 中国科学:信息科学. 2011(11)
[3]汪鎏,胡关虎,胡俊,罗敬文. 激光三维切割空间曲线 的刀位点离散方法[J]. 中国激光. 2010(06)
作者简介： 余嵩，籍贯：山东省济南市人，学历：本科学历，助理 工程师职称。主要研究方向：机械学。邮编（25000）工作 单位：山东地质探矿机械厂。
结语：CO2 激光切割板材技术已经在我国材料加工中占 据着重要位置，不断完善的同时，也获得了更为广阔的发展 空间。同时也为相关技术人员提出了新的要求，致力于研究 更快切割速度和更厚的各种材料，才能够适应社会发展的需 要，从而也促进自身发展。
参考文献：
[1]邓前松,赵辰丰,陈亮,石明国,杨卫红,唐霞辉. 基于轨 迹变换法降低激光切割尖角“烧蚀率”的研究[J]. 中国激光. 2012(08)
对二者的优势和不足进行分析就显得十分必要。两种加热方
式都能保证钢板均匀受热，但明火加热处理炉的供热能力略
强；相比辐射管加热，明火加热的煤气消耗较低；在耗电情
况上，二者的区别不大；辐射管加热要消耗一定量的氨气，
而明火加热则没有氨气消耗；但明火加热对燃料热值的要求
高；还有，两种供热炉的造价都比较高。
2.2 淬火机
40
37
从上述分析不难看出，CO2 激光切割与其它方式相比优 点显著，从精度和材料表面粗糙程度出发，激光切割与电加 工还有一段距离，切割材料厚度也达不到火焰和等离子水 平，但是 CO2 激光切割是技术创新的表现，在传统切割技术 的基础上代替了传统切割工艺，从非金属材料切割就可以看 出来。
二、CO2 激光切割在板材加工中的表现 由于经济技术的不断发展，CO2 激光切割技术所运用的 领域也有所拓展，CO2 激光切割技术在面临挑战时，也不断 完善，所带来的便利也逐渐显现。在查阅相关资料后显示， CO2 激光切割主要运用低碳钢板和厚度不锈钢板上，当然也 有一个最大值。在三维空间切割方面，运用显著的是汽车、 航空工业上，在对 CO2 激光切割探讨过程中，可以将其笼统 的概括为四个方面： 1、从技术经济角度出发，CO2 激光切割它在制造模具 的金属板这个技术上还存在欠缺，尤其是面对轮廓形状繁 杂，生产量少，低碳钢的厚度不超过 12mm，不锈钢板不超 过 6mm，只有这样才能够达到节省生产制造成本和生产周期 的目的。例如：自动电梯结构件、电器柜、纺织机械零部件 等都是通过 CO2 激光切割技术来完成的。 2、装饰、防盗窗、广告布置、服务类型等所使用的不 锈钢或者是非金属材料上面所有的标注等加工成型。再有公 司、旅馆等，CO2 激光切割机不能够完整识别中文文字和英 文文字，这时候就需要使用相关软件进行配合。例如：可以 是 Office 办公软件，在其中输入需要的数字信息进行标注， 接着输出所需要的格式，最后其切割机自身软件对其进行程 序配对，这样不仅可以实现对文字标注，还能够加工中所需 要的各种图案。 3、所需零件特殊。从包装行业所运用的模切板就可以 看出，他对切缝有要求例如：以一块厚度为 20mm 的木模板 为例，其切缝的宽度为 0.7 到 0.8mm 之间，需要使用时将其 安装在模切机上面，将先前设计好的包装盒切下。随着不断 发展，又创造出一个新的领域，石油筛缝管就是其中之一， 为了将泥沙阻挡在抽油泵外，就要实现在厚度为 6-9mm 的合 金钢管上均匀切割出 0.3mm 切缝，才能够实现将泥沙阻挡在 外这一目的。 4、在其它领域。采用三维激光切割系统、开发各种三 维软件，从而在原有的基础上缩短画图到切割零件成图时 间。为了提升生产效率，加大资金投入力度，促使技术创新，
一、CO2 激光切割技术较其它加工方式所突显的优点 1、切割精确度高：在一般情况下从其切口宽窄就可以 看出，大概在（0.1mm 到 0.5mm）其精确度也是在这个范围 之内，切口粗糙度也没有超出正常范围，板材切割之后不需 要进行再加工可以直接进行焊接，这是其它方式不可做到 的。 2、CO2 激光切割机切割速度快。例如：经过相关权威 资料证明，采用 2KW 激光功率，10mm 厚的碳钢板材其速 度在每分钟 1.6m 以上，厚度越小其切割速度越快，虽然是 经过高温来完成，但是周边受影响区域非常小，也不易变形。 3、非接触式切割。CO2 激光切割是激光在进行聚焦后 产生高温在问题表面进行加工，没有与物体直接性接触，也 称之为非接触式切割。也就不存在零件损坏或者更换切割道 具所花费时间等问题，在整个切割过程中较之其它加工方式 还具有噪音污染低、对人体无损害，再者，工件存在残余机 械应力这种情况是不会发生的。 4、切割板材的种类繁多。CO2 激光切割技术并不仅限 于相关工业领域，在其它方面也被广泛使用。例如：金属、 非金属、金属基和非金属基，在纤维、皮革、木材方面也运 用广泛。鉴于材料方面存在很大差别，因此激光吸收率在不 同材料上也是不同的，从而表现出激光切割适应性等特点。 再有同种材料都有宽厚、长短之分，也导致其对激光率功率 要求、加工速度、切割头以及聚焦位置都不仅相同，但是具 有共同目的，降低损耗，提升工作效率。 5、CO2 激光切割效率高。考虑到激光传输存在的特殊 性，通过多台数控工作台来完成，这整个操作过程全部实行 数控，在一定程度上提升其安全性，也增加其效率。如果因 为某种原因需要变更原有程序，通过数控工作台改变控制程 序，这样在切割各种不同形状材料是也更加便捷，能够实现 二维切割和三维切割，为工作效率的提升提供前提条件。
（下转第 40 页）
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2、中厚板热处理设备
热处理炉、淬火机、冷床、矫直机、翻板机以及钢板取
样剪切设备都是中厚板进行热处理不可缺少的主要设备，接
下来，笔者将对热处理炉和淬火机这两种核心设备进行分
析。
2.1 热处理炉
根据加热方式和钢板运送方式的不同，中厚板热处理炉
有以下几种不同分类，详见表一。每一种热处理炉都有其自
使用淬火机的目的在于将经过热处理炉加热的钢板进
行喷水处理，使其快速冷却以形成马氏体组织。依据淬火钢
板规格和种类的差异，淬火机的工作模式可分为连续冷却通
过模式、钢板空过不淬火模式以及在淬火机内摆动冷却模
式。
在进行淬火操作时，一定要确保钢板冷却的均匀程度，
冷却均匀的钢板才能在淬火时不变形。
使用辊压式淬火机可以保证淬火的连续性，避免降温问