CO2激光切割机在工业中的应用

用剪床下料,成形复杂零件大批量的采用冲压,单件的采用振动剪。七十年代后,为了改善和提高火焰切割的切口质量,又推广了氧***精密火焰切割和等离子切割。为了减少大型冲压模具的制造周期,又发展了数控步冲与电加工技术。各种切割下料方法都有其有缺点,在工业生产中有一定的适用范围。 CO2激光切割机技术比其他方法的明显优点是：

（1）切割质量好。切口宽度窄（一般为 0.1--0.5mm）、精度高（一般孔中心距误差0.1--0.4mm,轮廓尺寸误差0.1--0.5mm）、切口表面粗糙度好（一般Ra为 12.5--25μm）,切缝一般不需要再加工即可焊接。

（2）切割速度快。例如采用2KW激光功率,8mm厚的碳钢切割速度为1.6m/min；2mm 厚的不锈钢切割速度为3.5m/min,热影响区小,变形***。

（3）清洁、安全、无污染。大大改善了操作人员的工作环境。当然就精度和切口表面粗糙度而言,CO2激光切割不可能超过电加工；就切割厚度而言难以达到火焰和等离子切割的水平。但是就以上显著的优点足以证明：CO2激光切割机已经和正在取代一部分传统的切割工艺方法,特别是各种非金属材料的切割。它是发展迅速,应用日益广泛的一种***加工方法。  九十年代以来,由于我国***市场经济的发展,企业间竞争激烈,每个企业必须根据自身条件正确选择某些***制造技术以提高产品质量和生产效率。因此CO2激光切割技术在我国获得了较快的发展。 CO2激光切割机的工业应用

 世界CO2激光切割机是二十世纪七十年代的诞生的。三十多年来,由于应用领域的不断扩大,CO2激光切割机不断改进,目前国际国内已有多家企业从事生产各种CO2激光切割机以满足市场的需求,有二维平板切割机、三维空间曲线切割机、管子切割机等。根据美国激光工业应用***杂志“Industrial Laser Solution”2000年度报告统计：1999年全世界共销售的激光切割系统（主要是CO2激光切割系统）为3325台,共11.74亿美元。据不完全统计我国目前每年生产CO2激光切割机近100台,共1.5亿元***。虽然激光切割的发展趋势较快,但应用水平与发达国家相比差距较大。至2003年我国已在工业生产中使用的CO2激光切割系统累计已达500台左右,约占全世界正运行系统总量的1.5%。 CO2激光切割机的购置者主要是两类单位：

一类是大中型制造企业,这些企业生产的产品中有大量板材需要下料、切料,并且具有较强的经济和技术实力；

另一类单位是加工站（国外称Job Shop）,加工站是专门对外承接激光加工业务的,自身无主导产品。它的存在一方面可满足一些中小企业加工的需要；一方面在初期对推广应用激光切割机起到宣传***的作用。

1999年美国***共有激光加工站2700家,其中51%从事激光切割工作。八十年代我国激光加工站主要从事激光热处理工作,九十年代后,激光切割机及攻站逐步增加。在此基础上随着我国大中型企业体制改革的深入和经济实力的增强,越来越多的企业将采用CO2激光切割机。 从目前国内应用情况分析,CO2激光切割机广泛应用于<12mm厚的低碳钢板、<6mm厚的不锈钢板及<20mm厚的非金属材料。对于三维空间曲线的切割,在汽车、航空工业中也开始获得了应用。

目前适合采用CO2激光切割机的产品大体上可归纳为三类： 一类：从技术经济角度不宜制造模具的金属钣金件,特别是轮廓形状复杂,批量不大,一般厚度<12mm的低碳钢、<6mm厚的不锈钢,以节省制造模具的成本与周期。已采用的典型产品有：自动电梯结构件、升降电梯面板、机床及粮食机械外罩、各种电气柜、开关柜、纺织机械零件、工程机械结构件、大电机硅钢片等。 第二类：装饰、广告、服务行业用的不锈钢（一般厚度<3mm）或非金属材料（一般厚度<20mm）的图案、标记、字体等。如艺术照相册的图案,公司、单位、宾馆、商场的标记,车站、码头、公共场所的中英文字体。 第三类：要求均匀切缝的特殊零件。***应用的典型零件是包装印刷行业用的模切版,它要求在20mm厚的木模板上切出缝宽为0.7~0.8mm的槽,然后在槽中镶嵌刀片。使用时装在模切机上,切下各种已印刷好图形的包装盒。国内近年来应用的一个新领域是石油筛缝管。为了挡住泥沙进入抽油泵,在壁厚为6~9mm的合金钢管上切出<0.3mm宽的均匀切缝,起割穿孔处小孔直径不能>0.3mm,切割技术难度大,已有不少单位投入生产。 国外除上述应用外,还在不断扩展其应用领域。（1）采用三维激光切割系统或配置工业机器人,切割空间曲线,开发各种三维切割软件,以加快从画图到切割零件的过程。（2）为了提高生产效率,研究开发各种***切割系统,材料输送系统,直线电机驱动系统等,目前切割系统的切割速度已超过100m/min。（3）为扩展工程机械、造船工业等的应用,切割低碳钢厚度已超过30mm,并特别注意研究用氮气切割低碳钢的工艺技术,以提高切割厚板的切口质量。因此在我国扩大CO2激光切割机的工业应用领域,解决新的应用中一些技术难题仍然是工程技术人员的重要课题。