薄壁不銹鋼管

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國內外薄壁不銹鋼管切管機研究現狀

來源:至德鋼業 日期:2020-02-02 13:01:06 人氣:724

  由于薄壁不銹鋼管的長度是標準件,因此根據加工的需要對薄壁不銹鋼管進行切斷獲得所需要的長度是十分必要的,甚至是生產加工中必不可少的步驟。通常情況下,我們以切口的表面光潔度、切口截面和鋼管軸線的垂直度來判斷切管機的切割質量。通過科學論證和大量的實驗證明,切管機的切口質量通常與切割方法和切管機的自身精度有關,為了獲得較好的切口質量,國內外學者都進行了大量的科學研究和論證分析,同時也設計出了各種各樣的切割設備。由于西方發達國家具有深厚的工業基礎,因此他們對于切管機的研究和設計展開時間較早,并且切管機技術也得到了較大的發展。從上世紀五十年代末英國的一家公司成功制造出世界上第一臺數控切割機以來,對切管機研制和生產的投入就越來越多,數控切割技術也得到了飛速發展,并且到了上世紀九十年代末,新技術和新材料的大量出現,尤其是計算機技術的快速普及,使切管機的自動化程度有了質的飛躍,并且切管機的各方面性能也得到了很大的提高,尤其是日本的科學家研制出了KOPCI系列的數控切割機床,給切管機的發展帶來了質的飛躍,同時給社會帶來了更高的經濟效益。


   隨著實際應用中管材的大量使用,人們也愈加重視切管機的研制。國外對切管機的控制系統也做了大量的研究,例如自動化操作、人機交互、故障診斷等,都獲得了較好的研究成果,目前較為先進的切管機基本上可以分為激光切管機、等離子切管機和高壓水射切管機,并且也都集中在數控行業較為發達的德國、日本、美國。目前較為先進、自動化程度較高的切管機有德國公司生產的激光切管機,日本公司生產的PCM系列的等離子切管機,美國一公司生產的MPM-2000系列的高壓水射切管機,這些都是走在世界前沿的切管機,也基本上代表著薄壁不銹鋼管切管機未來的發展方向。

 

  圖為德國公司生產的全自動激光切管機,是目前切管機中自動化程度最高、切割速度最快的切割裝置,它采用的是高頻率光纖激光發生器,通過鏡面反射、聚焦把這一高能量光束照射在鋼管上使切割部位發生溶化從而對鋼管進行切割,具有較高的切割穩定性和優良的切割能力。這也使得激光切管機無論是在切割精度還是在切割表面質量上都是其他切割方法所難以替代的,除此之外還有切割效率高的特點,尤其是對薄壁不銹鋼管這種難切削材料更是切割方式的首選。但是激光切管機也存在著一定的缺陷,首先是切割設備價格昂貴,是鋼管切割設備中價格最高的,因此首次的資金投入較大,一般的企業難以負擔得起,其次激光的功率也限制了它的使用情況,激光切管機的功率與它的切割厚度有著密切的關系,因此帶有一定的局限性。當鋼管的厚度較增加到一定程度時激光切管機的切割質量和切割速度就會急劇下降,從而降低它的切割精度,為鋼管的后續加工帶來困難。


  圖為日本MAC公司生產的等離子切管機,等離子切割是在前蘇聯科學家拉扎林科夫提出的電火花切割的基礎上發展而來的一種切割方法,它通過正負極間產生的高溫來熔化鋼材,通過高壓氣體把熔化的材料吹走從而達到切割的目的,這種切割方式理論上可以切割任何導電的金屬,因此具有很高的切割普遍性。并且通過美國和日本相關廠商的改進以后,等離子切割設備的易損部件的穩定性有了明顯的提高。但是目前等離子切割設備的穩定性仍然難以滿足社會的要求,并且設備的維修費用較高,電磁的兼容性、設備的安全性和環保性以及切口產生的氧化性也是限制等離子切割發展的重要原因。


   圖是美國福祿公司設計生產的高壓水射流切割設備。高壓水射流是一種較為新興的切割技術,它在水中加入一定量的硬質材料,從而增加了水的質量和切割力,然后通過超高壓泵對水進行增壓,再從直徑很細的噴嘴中噴出,獲得能量極高的水射流,從而對工件達到切割的目的。高壓水射流切割與其它切割方式相比不產生電火花,因此廣泛應用于易燃易爆的切割環境中。水射流切割機的切割溫度較低,切割的材料不會產生熱變形,同時它能夠對柔性很強或者脆性很大的材料進行切割,因此廣泛應用于軍工領域。但是高壓水射流切割也存在著一定的問題,首先水作為刀具與工件接觸容易使工件發生氧化反應,對后續的焊接質量產生影響,因此需要二次打磨,其次超高壓水流經過噴嘴對噴嘴的磨損極大,因此降低了噴嘴的使用壽命,進而影響了設備的切割精度,最后,高壓水射流切割容易使薄件產生沖擊變形,增加工件的次品率。


  圖為法國某公司設計的手動行星式切管機,該切管機通過中心的四爪卡盤對管子進行定位,從而保證薄壁不銹鋼管的軸線和切管機的中心軸線相重合,當鋼管被四爪卡盤固定以后,通過人工搬動扳手使刀具自轉對鋼管進行切割并且繞著鋼管進行公轉,從而對鋼管達到切割的效果。這種切割方式能夠獲得較高的切割質量,并且體積小,價格低,因此能夠適用于較小的工作場合,一般的企業也能夠負擔得起設備的購買費用,但是該切管機的自動化程度較低、工人的勞動強度大,并且對工人的技術要求也較高。


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