二氧化碳激光切割技術(shù)在造船業(yè)中的應(yīng)用

作者：上海船舶工藝研究所 殷浩澍    來(lái)源：《機(jī)械工人》

 

CO2激光切割是造船生產(chǎn)中用得最多的激光加工技術(shù)，但全球范圍內(nèi)除了日本之外，激光切割機(jī)在船廠的實(shí)際應(yīng)用情況并不理想。其主要原因：

①針對(duì)船廠大量使用的中厚板材而言，（常用的5～6kW CO2激光發(fā)生器）切割速度與等離子相比要慢許多，無(wú)法滿足當(dāng)前造船形勢(shì)下“速度和效率優(yōu)先”的要求。

②初始投資費(fèi)用大，設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用高，投資回報(bào)少，這就使本身利潤(rùn)率極低的造船業(yè)一時(shí)還難以承受。

 

盡管激光切割在造船業(yè)的應(yīng)用存在上述障礙，但近年來(lái)用于這一領(lǐng)域的激光切割源和相關(guān)切割加工設(shè)備構(gòu)架的技術(shù)和工藝都有了一些新進(jìn)展，使之較以往更加貼近了造船生產(chǎn)的實(shí)際情況。典型的例子當(dāng)推“搭載型激光切割機(jī)”，其主要的特點(diǎn)就是將緊湊、性能超群的CO2激光發(fā)生器直接裝載到切割機(jī)的橫向移動(dòng)滑車(chē)上，此種固定光程的方式，不但縮短了光束傳輸路徑，保持了激光光束特性的恒定，同時(shí)還大大拓寬了機(jī)器的工作行程范圍，增強(qiáng)了船用大尺度板材的切割加工能力，并能實(shí)現(xiàn)船廠多工位、連續(xù)工作的切割作業(yè)要求；另外，這款新型機(jī)器設(shè)備占地面積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便，維護(hù)性能良好，加上開(kāi)放式工作區(qū)域設(shè)計(jì)，使板材的裝載和零件、廢料的下載過(guò)程如同傳統(tǒng)的數(shù)控切割機(jī)，變得十分容易。

上海江南長(zhǎng)興造船基地 日本KOIKE數(shù)控搭載型激光切割機(jī)
配置德國(guó)TRUMPF公司TLF5000（5kW）激光發(fā)生器

同日本和歐洲先進(jìn)的造船企業(yè)（世界上在造船業(yè)中應(yīng)用激光技術(shù)最多的國(guó)家）相比，首先，中國(guó)船廠在了解掌握以至推廣應(yīng)用CO2激光切割技術(shù)的思想意識(shí)方面還存在著巨大的差距；其次，同發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)造船業(yè)以往應(yīng)用高新技術(shù)底子薄、經(jīng)驗(yàn)少，而相反卻在人工成本上存在較大的比較優(yōu)勢(shì)，因此采用高技術(shù)含量及高投資的激光切割機(jī)，在設(shè)備使用的適用性和投資回報(bào)方面都將面臨一定的風(fēng)險(xiǎn)，這也造成了目前國(guó)內(nèi)船廠對(duì)應(yīng)用CO2激光切割技術(shù)主觀原動(dòng)力不足的現(xiàn)象。所以，立足我國(guó)當(dāng)前船廠的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)條件，并結(jié)合在建的船型種類來(lái)綜合考慮。

數(shù)控激光切割機(jī)對(duì)我國(guó)造船業(yè)而言，暫時(shí)還不能完全稱得上是一種適用技術(shù)，至少現(xiàn)階段它對(duì)提升中國(guó)的造船競(jìng)爭(zhēng)力的作用非常有限。即便如此，我們還是滿懷期待：其一，希望有關(guān)方面的學(xué)者、專家及相關(guān)設(shè)備制造商對(duì)CO2激光切割技術(shù)在未來(lái)中國(guó)造船業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程中所應(yīng)該扮演的角色做更多積極的宣傳和推進(jìn)工作，使業(yè)界能夠就此達(dá)成共識(shí)；第二，畢竟江南長(zhǎng)興造船基地等國(guó)內(nèi)船廠已經(jīng)引進(jìn)了當(dāng)今世界上最先進(jìn)的數(shù)控搭載型激光切割機(jī)，因此就為我們提供了關(guān)注他們的得失成敗經(jīng)驗(yàn)，并見(jiàn)證其給中國(guó)造船帶來(lái)示范效應(yīng)的機(jī)會(huì)；最后就是期盼在一個(gè)較短的時(shí)間內(nèi)，隨著激光技術(shù)的不斷進(jìn)步能使激光切割的作業(yè)成本大幅降低，使其在綜合經(jīng)濟(jì)效益方面與數(shù)控等離子切割形成競(jìng)爭(zhēng)，從而被我國(guó)造船業(yè)逐步認(rèn)知和接受，讓我們拭目以待。