鈑金加工是制造業(yè)中非常重要的一環(huán)。盡管對于金屬加工行業(yè)整體而言，鈑金加工只占約三成的比重，但其幾乎滲透到制造業(yè)的方方面面，包括電力、機械、食品、紡織、儀表、廚衛(wèi)等等。近年來我國制造業(yè)快速發(fā)展的強勁動能也帶動了鈑金加工行業(yè)的發(fā)展，2019年我國鈑金加工業(yè)總產值已達到7340億元。

在鈑金加工行業(yè)發(fā)展過程中，鈑金切割工藝經歷了幾次迭代，尤其是光纖激光技術的普及大幅提升了鈑金行業(yè)的運轉效率。如今激光已成為鈑金加工的主流選擇。OFweek激光網觀察到，在光纖激光普及后，碳鋼中厚板的加工工藝又經歷了幾次革新，今年一項新的切割工藝更是大大提高了碳鋼加工的效率。接下來小編將帶大家回顧碳鋼中厚板切割工藝的發(fā)展歷程。

碳鋼切割工藝發(fā)展歷程

在激光應用普及之前，加工碳鋼中厚板通常用火焰切割、等離子切割、高壓水切割等傳統(tǒng)工藝。傳統(tǒng)工藝進入市場時間較長，且成本較低，因此市場份額巨大，但傳統(tǒng)工藝都存在一些問題，如：火焰切割割縫太寬，加工速度太慢；等離子切割速度和精度雖有提升，但其熱影響區(qū)依然較大，無法切割對精度要求高的小零件、小孔；高壓水切割的加工范圍廣，切割質量好，但對水質污染大，效率也較低。

隨著激光技術不斷成熟、成本逐漸降低，柔性化程度更高、切割速度更快、加工精度更高、更環(huán)保的激光切割設備逐步開始贏得市場認可。最初激光切割碳鋼中厚板采用的是大噴嘴氧氣切割，這種工藝切割端面為磨砂面，切割速度較慢，所切工件錐度也較大。

為提升加工效率，業(yè)內不斷鉆研，開發(fā)出亮面切割工藝。亮面切割工藝使用了更小的噴嘴，提升了切割速度，同時也提升了端面光潔度，降低了工件錐度。

隨著更高功率激光設備的問世，碳鋼中厚板的切割工藝也出現(xiàn)了新的選擇。氮氣、空氣切割工藝使得碳鋼切割速度大幅提升到不銹鋼切割的水準，同時空氣切割大幅降低了耗氣成本（只需負擔空壓機的電費），因此受到部分用戶的歡迎。但空氣切割端面較為粗糙，且底部有難以去除的熔渣，還需要另外使用打磨工具。此外，空氣切割更大的問題在于，若空氣中水、油等雜質去除不到位，容易污染切割頭鏡片，導致炸頭等嚴重后果。

在高功率激光的加持下，2020年一項新的碳鋼切割工藝火了起來。據(jù)OFweek激光網了解，最新的碳鋼中厚板切割工藝采用氧氣切割，其切割效率較傳統(tǒng)工藝可提升74.4％—272.9％，接近空氣切割的水平。此外，采用這種快速氧切工藝切割的工件底部沒有毛刺，不需要額外進行打磨工序，端面雖不及亮面切割工藝，但優(yōu)于空氣／氮氣切割工藝。

新工藝提升切割性能：更快、更賺錢

目前，快速氧切工藝已得到市場認可，大幅提升了切割效率。實際上，早在去年11月就已有用戶用上了這項新工藝。據(jù)了解，該用戶位于山東，主要加工各種厚度的碳鋼材料。該用戶表示：“在去年11月采購了龍雕激光LD－6025E 12kW光纖激光切割機后，龍雕激光工藝人員為我們調試了最新的碳鋼快速氧切工藝，大幅提升了氧氣切割的速度，同時也解決了空氣切割存在的問題與安全隱患。這項技術打破了過去我對碳鋼切割的認知，我從來沒有想到氧氣切碳鋼能切這么快！目前這項工藝已經開始批量生產，新工藝的運用讓我4個月就收回了設備的投資成本。”

北京龍雕偉業(yè)數(shù)控設備有限公司（簡稱：龍雕激光）總經理杜永安在接受OFweek激光網采訪時表示：“我們公司立足于北方市場，碳鋼的加工需求非常大。過去大家都用等離子切，現(xiàn)在開始用激光代替等離子。但傳統(tǒng)的激光氧氣切割速度太慢，客戶投資激光的成本又遠遠高于等離子，效率太低就沒辦法創(chuàng)造更大價值，因此我們一直在研究如何能提高碳鋼切割的效率?？諝馇懈铍m然快，但是底部有毛刺且難以去除，更關鍵的是很多用戶不按規(guī)范處理空氣中的水油，導致切割頭污染，得不償失。”

速度的提升更夠降低每米運營成本。杜總介紹說：“以20kW激光切割為例，傳統(tǒng)的氧氣切割工藝每米運營成本為3.05元，采用快速氧切工藝每米成本下降到1.32元。更低的運營成本為用戶帶來更高的效益，也更有利于推動激光替代等離子的進程，擴大激光市場?！?/p>

新工藝、新技術將繼續(xù)推動激光行業(yè)發(fā)展

在11月18－20日舉行的鄭州工博會上，龍雕激光現(xiàn)場帶來了LD－6025E 20kW和LD－13025S 12kW兩款光纖激光切割機，并在現(xiàn)場進行新工藝演示。其中LD－6025E 20kW重點演示碳鋼亮面切割工藝，在現(xiàn)場展示了40mm的碳鋼亮面切割，而LD－13025S則展示最新的快速氧切工藝。

此外，尤為引入注目的是龍雕激光13米長的大臺面機床。杜總介紹說：“過去都是6米機床，但相對而言6米的板會浪費很多材料，13米則能節(jié)省很多材料。出于安全性的考慮，我們還加了3道保護措施，一是在龍門前后加了光幕，二是在機床中間的位置針對Y軸加了軟限位裝置，此外還有一套硬限位裝置，通過這三點來保證加工過程中上下料人員的安全。通過光幕可以檢測龍門附近的異物，如果有人在上下料時進入龍門的移動范圍，機床就會自動停止運行?！?/p>

對于13米機床的好處，杜總表示：“這樣的設計一是能節(jié)約上下料時間，加工和上下料可以同步進行；二是節(jié)約了工作臺交換的時間，不用交換工作臺就可以進行加工和上下料的切換，前面加工后面上下料，后面加工前面上下料。此外，13米的床身可以直接上12m的整板，能節(jié)約很多材料。目前很多鋼廠、船廠、掛車汽車領域都用得上這種大工件?！?/p>

除了13米長的大機床外，龍雕激光還展示了2萬瓦激光切割機。杜總認為，未來激光應用一定會朝著更高功率發(fā)展，把握高功率的機遇才能把握未來。而2萬瓦側重展示高功率亮面切割工藝，杜總表示：“實際上2萬瓦的快速氧切工藝也很成熟，但不同的用戶是有不同的需求的，我們可以根據(jù)不同需求提供不同的技術方案。比如對切面要求高的我們就可以采用亮面切割工藝，對速度要求高的就采用快速氧切工藝，這兩種工藝是相輔相成的。”

龍雕激光成立于2012年，總部位于北京，在濟南設有生產基地，德國設有研發(fā)中心，產品遠銷東南亞、西亞、中東、非洲、歐美等地。

在激光應用日益普及的今天，激光市場的競爭也愈發(fā)激烈，激光的應用技術也在競爭中不斷發(fā)展、不斷突破。如今碳鋼切割工藝實現(xiàn)了新突破，大幅提升了加工效率，但這并非工藝革新的終點。我們相信，隨著激光功率提升，將有更多工藝得到開發(fā)，更多應用場景將被打開，激光加工的市場也將獲得更大的發(fā)展空間。