UltraHard Articles

钣金车间的激光切割技术

cpwj 10 months

钣金车间激光切割加工采用CO2激光或YAC激光,二维和三维切割加工,具有高精度切割。激光源功率从5W到90kW有一系列产品,钣金激光切割加工主要使用100W至1500W功率激光。当激光源的输出功率小于1500W时,激光源处于单模振荡模式,可以切割0.2mm宽度,切割后干净平整;当激光源的输出功率大于1500W时,激光源处于多模振荡模式,可以切割1mm宽度,但切割后会有少量污垢。

切割厚板时应使用辅助气体,包括空气、氧气和氮气。氮气可以防止切割过程中部分的氧化,氧气适用于厚板的高速切割。钣金车间激光切割可以使用CAD或CAM技术为加工工件模型和激光提供加工信息和加工参数,可以快速准确地完成生产并实现自动切割。激光切割特别需要更换模具,可以缩短生产准备周期,降低生产成本。

钣金车间激光切割加工技术作为一种新工艺,是现代科学发展的产物,激光切割加工技术、激光焊接技术、激光冲压技术和激光成形技术在钣金车辆生产加工中也需要熟练的技术人员。随着激光材料加工技术的发展,钣金车间的生产加工必将实现一定的稳定性、可靠性、高效性和高自动化。


最快的刀-激光切割在金属板加工中的应用

cpwj 10 months

压缩空气辅助切割也可以实现与使用氧气或氮气切割零部件相同的边缘质量。切割边缘需要足够清洁,以便大部分粉末涂层可以附着,无需进行第二次清洁。当最初选择使用压缩空气辅助激光切割时,谐振器的尺寸是一个重要的限制因素。然而,现在,高功率激光切割机 - 通常超过4000W - 使得空气辅助切割成为钢材、不锈钢和铝材的有效方法,厚度可达1/8英寸(约3mm)。带有6000W谐振器的激光切割机甚至可以切割厚度达3/8英寸(约9.5mm)的材料。

这一惊人的发现改变了50年前密苏里州帕尔迈拉的道尔公司生产产品和零部件的方式,加工时间从辛辛那提公司的CL-940光纤激光切割机中减少了90%以上。同时,使用氮气的成本仅为空气辅助气体切割光纤激光系统原始成本的一小部分。道尔公司的负责人表示:“新的光纤激光切割机是一个改变游戏规则的产品,改变了我们对产品制造的思考方式。”

事实上,激光技术继续给我们带来惊喜,并革新了多年来被行业束缚的制造方法。

近年来,汇能光电推出的HCF3015I系列光纤激光切割机在行业中迅速受到欢迎,提供光纤传输和灵活加工,以满足各种加工需求。1mm不锈钢板的最大切割速度为22m/min,0.5mm不锈钢板的最大切割速度可达40m/min。HCF3015I系列配备双切换工作台,切割和装载同时进行,工作台配备有球以便于板材移动;带夹具的粗定位装置可以定位板材,同时防止移动,具有高加工精度和较少的浪费。

谈到激光切割,中国著名激光巨头 - 大族激光是不可避免的。最近的消息称,大族激光的下一步计划是在光源制造、高功率切割和焊接、工业机器人、机器人基础原始器件研发等领域进行新的技术创新布局,显示出其雄心勃勃的抱负。在钣金切割领域,大族G3015F光纤激光切割机也很有名气,是大族激光在中国推出的第一款达到国际领先水平的成熟产品,成功赢得了多项行业奖项。G3015F采用光纤传输和灵活加工,实现任意形状的高质量切割,适用于切割铜和铝等高反材料。这一系列产品具有强大的切割能力,“飞”切割速度,极低的运营成本,出色的稳定性,高质量加工和强大的适应性等无与伦比的优势。其中,1mm不锈钢的切割速度为40m/min,0.5mm不锈钢的切割速度高达100m/min。

在能够使加工“飞”起来的激光切割机背后,看不见的英雄 - 激光的重要性不言而喻。TRUMPF TruFlow系列CO2激光器最大功率可达10000W,可用于激光切割、激光焊接和表面处理。通过折叠式方形结构和恒温处理所有受热负荷的气体激光振动器的所有部件,TruFlow系列激光器提供出色的热力学和机械稳定性。经过几十年的发展历史,这一系列激光器使用户能够获得可重复的高质量加工结果。


对数控机床在钣金加工中的应用分析

cpwj 10 months

非标准设备制造过程需要大量的非标准钣金件加工,随着中国经济和科技的不断进步,数控机床对工件修改具有很强的适应性,高加工精度,高生产率的特点;因此,数控技术已广泛应用于钣金机床中,解决了钣金加工中高精度零件、复杂形状、不规则、大批量等问题,数控系统的简单操作大大降低了工人的劳动强度。

非标准设备制造过程需要大量的非标准钣金件加工,钣金件形状不固定,传统加工方法困难,能耗高。数控技术的引入已广泛应用于钣金机床中,解决了钣金加工中高精度、复杂形状、大批量等问题,具有很强的适应性对工件修改,高加工精度,提高生产率等特点,钣金加工技术正朝着多样化的方向发展。

目前,钣金可以定义为:对钣金(通常小于6mm)进行全面的冷加工过程,包括切割、冲压/切割/复合、折弯、焊接、铆接、拼接、成型(如汽车车身)。其显著特点是相同部位的相同厚度。一般来说,钣金的基本设备包括剪板机、数控冲床/激光、等离子、水刀切割机、火焰切割机、折弯机,以及各种辅助设备如:开卷机、平整机、去毛刺机、点焊机、咬口机等。有时钣金也被称为金属板,这个词源自英文platemetal,通常是一些金属板经过手工或模具冲压产生塑性变形,形成所需的形状和尺寸,可以通过焊接或少量机械加工进一步形成更复杂的零件,如家庭常用的烟囱、铁炉等。汽车的外壳也都是钣金制成的。

一般来说,钣金中最重要的三个步骤是切割、冲压/切割和折弯。

近年来通过使用数控设备,可以增强非标准钣金件的加工能力,如主要的数控水刀切割机、数控剪板机、数控折弯机、数控炮塔冲床、点焊机、等离子切割机等设备可以形成一条完整的钣金加工生产线。目前国内更多使用的是切割板、折弯数控系统如荷兰DELEM系统,控制系统应用更加成熟稳定。

切割是钣金加工中的第一个过程,切割的精度直接影响后续工序的加工质量。数控剪板机由数控装置、伺服系统、测量装置和机床组成。伺服系统由三个伺服电机和一个伺服驱动装置组成。机床前方有两个伺服电机定位,通常一个主电机单独工作,如加工斜边时,辅助电机工作,数控系统给出两个不同的指令形成斜边。后方位置有一个伺服电机。数控剪板机的应用使得大量重复切割避免了划线、配线的过程,提高了劳动效率,保证了切割尺寸和切割对角线的公差。

数控水刀切割机完成了复杂形状和穿孔钣金件的加工,机床操作员根据零件图纸和工艺要求确定加工方案。操作员通过机床的操作面板直接将程序写入程序存储器;随着微电子和计算机技术的日益成熟,数控技术在中国的发展得到了推动。随着CAD/CAM技术的发展,操作员可以通过计算机相关软件将图形输入计算机生成程序,通过磁盘驱动器复制磁盘输入数控系统。也可以使用计算机和数控系统串行输入方法。数控水刀切割机的应用使得原本复杂的形状结构加工简单化,对多孔部件的加工一次定位切割成型,切割精度达到±0.1mm。


激光焊接大型材料取代传统的钣金加工

cpwj 10 months

“钣金”这个词让你想到了什么?大多数人可能会回答“烤盘”或“挡板”之类的东西。这是因为他们不知道Herbert Staufer在TrumPF澳大利亚帕施宁生产工厂的高功率焊接部门Volners International所做的工作。这些钢板长四米,厚200毫米,在地面上有脚踝高。Volnerz成为了复合焊接机的领先供应商之一,所以Staufer对这种材料了如指掌并不奇怪。

他通常作为客户前往帕施宁,但最近已成为联合项目的供应商。Staufer在帕施宁进行钣金加工的项目合作伙伴Thomas Reiter解释了邀请Staufer参与项目的原因:“我们必须焊接这些钢板,并将它们制成折弯机的框架,这需要非常专业的焊接技术。”为了展示实际情况,两人放下了他们的金属板,走向了一堵灰色的墙,看起来像是没有窗户的生产厂房外墙,但显然是车间内部。TruDisk 8002圆盘激光器靠在墙上,与之相比相当小。

在墙的另一侧,一个大型激光安全室内的液压系统将20吨的钢板抬起并倾斜到所需的角度。光束移动到设备上,伸出一个装有复合焊接头的机器人手臂,缓慢地移动过第一排焊缝,使用激光加热材料,然后开始繁重的工作:激光束和金属活性气体(MAG)弧焊枪一起工作进行焊接。这些焊接接头厚达8毫米,最终可以承受高达320吨的压力。这种不断重复的过程使压力机在整个使用寿命内正常工作。

在激光室外,Staufer和Reiter在监视器上观看整个过程。Reiter说:“我们曾经将框架送到外面手工焊接,整整花了一周的时间!从那时起,我们就决心提高效率。”他很快发现激光复合焊接是正确的解决方案。“这种焊接过程要快得多,因为我们只需要一次焊接,而不像弧焊那样需要一点一点地进行。我们还可以使用激光预热材料,自动处理更容易确保质量。”因此,他将这个解决方案称为计划A,并准备了计划B - 一个可以与传统MAG焊接机器人配对的自动化解决方案。“但计划B需要预热和随后的应力缓解热处理。”因此,Reiter说,没有人想使用计划B。但正如Staufer所说,计划A存在一个巨大的问题:“我们已经交付了一百多个激光复合焊接头,但迄今为止加工的最厚的钢板只有10毫米。”