文/王晶·上海柏楚電子科技股份有限公司

在“中國制造2025”不斷深化的背景下，激光技術(shù)正在逐步推動中國制造業(yè)新一輪的產(chǎn)業(yè)升級，邁向以智能制造為主的工業(yè)4.0時代。在這一戰(zhàn)略發(fā)布的十大重點領(lǐng)域中，航空航天裝備、新能源汽車等領(lǐng)域?qū)す夂附印⒓す馇懈睢?D激光熔融打印等高端激光技術(shù)的需求將被不斷釋放。這其中，隨著金屬管材的產(chǎn)量和消費日益增長，管材的加工需求也越來越大，激光切管技術(shù)的誕生更是給管材加工注入了新的血液。激光切割管材如圖1所示。

圖1 激光切割管材

在整個加工流程中，下料是至關(guān)重要的一環(huán)，隨著傳統(tǒng)下料被激光下料逐步取代，下料工藝與焊接工藝的配合也發(fā)生了很大改變。下料工藝與焊接工藝如果配合不好，焊接時會增加很多麻煩，反之，若配合得好，也能使焊接事半功倍，使整個生產(chǎn)流程更加順暢、高效。為了能夠更好地配合好焊接，激光下料應(yīng)做好以下三個方面。

解決由激光切割特性帶來的影響

在傳統(tǒng)下料工藝中，由于手工鋸削的包容性強，鋸斷是不需要特別考慮材料厚度的，即使是圓棒也可以慢慢鋸斷。而激光切割則對材料厚度非常敏感，過厚的材料會影響其切割效率，甚至可能無法切透。傳統(tǒng)火焰切割方式中，手持式火焰切割的噴頭細小又靈活，可以根據(jù)切割需求人為地自由調(diào)整切割位置；相比于傳統(tǒng)的手持式火焰切割噴頭，激光切割頭則要寬得多，因此在切割過程中更需要注意避免切割頭與管材的碰撞，如圖2、圖3所示。

圖2 切割下料

圖3 激光切割安全性對比

此外，市面上很多激光切管機是不帶擺軸的，這固然節(jié)省了成本，但缺少擺軸的激光切管機，做不到切割頭在管料拉伸方向的傾斜，所以無法切出坡口零件。L形拼接需要坡口才能完全吻合，而普通切管機切出的斜切零件端面有凸起，不能夠兩兩拼合，如圖4所示，所以無法實現(xiàn)直接焊接。有些工廠為了避免這種干涉，在焊接之前增加了打磨工序，這無疑降低了生產(chǎn)效率。

圖4 缺少擺軸的切管機切出的零件拼接有干涉

對于這類問題，通常是通過修改圖紙來解決。以L形拼接為例，為了應(yīng)對拼接干涉，在實際操作過程中可以把干涉的部分切掉，再滿焊填補縫隙（焊縫補償）；也可以把零件設(shè)計成其他形狀，如公母拼接、圓角V槽，進而避開坡口切割這個難題，如圖5所示。

圖5 避開坡口切割實例

使焊接更牢固更美觀

為了提高接頭強度，可以主動改變下料形狀，在拼接邊緣切出坡口，如圖6所示，這樣不僅能降低焊接難度，還可以使成品更牢固、更美觀。

柏楚三維套料軟件TubesT里提供了類型豐富的坡口功能，極大地簡化了這類圖紙的生成步驟，能夠快速適配不同的焊接需要。使用TubesT處理后的零件效果及焊接成品效果如圖7所示。

圖7 使用TubesT處理后的零件效果及焊接成品效果

避免誤差導(dǎo)致的拼接問題

對于激光切管機來說，卡盤安裝精度、管材本身的精度、夾持精度等細節(jié)，都會對最終的切割結(jié)果造成影響。如圖8所示，如果累計誤差過大，切出來的零件在拼接時，就會有明顯的干涉或者縫隙，進而影響最終的焊接質(zhì)量。

圖8 零件誤差實例

為了減少誤差，應(yīng)當(dāng)盡量保證機器精度和管材精度。除此之外，柏楚切管系統(tǒng)也提供了許多動態(tài)補償誤差的方案，如利用隨動支架減少管材轉(zhuǎn)動過程中的甩動誤差、利用加工中尋中（加工的同時進行尋中）來減小每段管材內(nèi)的中心誤差等。

柏楚深耕激光領(lǐng)域多年，圍繞切割控制技術(shù)，力求打通上下游工序，共建高效、高質(zhì)、高能的自動化生產(chǎn)流程。

柏楚三維套料軟件TubesT，如圖9所示，圍繞下料圖紙，將多年沉淀的經(jīng)驗整合到軟件功能中，面對不同的焊接要求，都能便捷地生成對應(yīng)的加工軌跡，省略了用戶對方案和參數(shù)的摸索。同時，輔以完備的圖形工藝和套料功能，能全面接管用戶的圖紙難題。柏楚管材切割軟件TubePro充分發(fā)揮激光切割優(yōu)勢，保證高速、高精度下料，全方位提升用戶體驗。兩個軟件相輔相成，共同為焊接提供了有力保障。

圖9 柏楚三維套料軟件TubesT

未來，柏楚系統(tǒng)仍然會不斷優(yōu)化并完善激光切割技術(shù)在整個加工流程中與每一個加工環(huán)節(jié)的契合度，讓激光加工更加簡單，為激光加工行業(yè)發(fā)展保駕護航。