激光具有單色、相干、平行三種特點(diǎn)，特別適合材料加工。我國傳統(tǒng)的管材切割方法主要依靠人工鋸切、鋸機(jī)切割、輥擠、砂輪切割、氣焊切割等，這些加工方法都存在切割效率低、工人勞動強(qiáng)度大的缺點(diǎn)。激光切割以其加工效率快、加工效果好等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。隨著科技和工業(yè)的發(fā)展，管道零件已廣泛應(yīng)用于飛機(jī)制造、工程機(jī)械、交通運(yùn)輸、石油化工、農(nóng)牧機(jī)械等工業(yè)部門。在實(shí)際生產(chǎn)中，管材具有生產(chǎn)成本低、加工性好、結(jié)構(gòu)件重量輕、節(jié)省材料等優(yōu)點(diǎn)，因此管材切割在工業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。由于管材的形狀、尺寸和用途不同，而且管材的切割受到加工質(zhì)量的制約，選擇合理的加工設(shè)備、加工方法和工藝措施就顯得非常重要。切割管件有許多不便之處。雖然傳統(tǒng)的切削方法也能達(dá)到應(yīng)用效果，但加工效率低，加工效果差。因此，將激光切割技術(shù)與管材切割技術(shù)相結(jié)合，將使管材切割領(lǐng)域具有更廣闊的發(fā)展前景。

激光切割管材的現(xiàn)狀與未來發(fā)展

激光切管材加工具有切割寬度窄、熱影響面積小、切割速度快、柔韌性好、切割光滑、無刀具磨損等優(yōu)點(diǎn)。隨著數(shù)控激光切管機(jī)的出現(xiàn)和發(fā)展，各種自由曲面和空間曲線加工技術(shù)的發(fā)展可以顯示其獨(dú)特的一面。激光切割管道時(shí)，不僅要求激光光斑相對于工件在三維空間中運(yùn)動，而且要求激光光軸在整個過程中始終垂直于被切割管道的表面。對于可自聚焦的數(shù)控光纖激光切割頭，噴嘴通過自動測量和控制系統(tǒng)可以自動跟蹤工件表面。生產(chǎn)實(shí)踐表明，管材切割的關(guān)鍵是消除切割質(zhì)量缺陷，從而滿足管材的加工要求。當(dāng)對復(fù)雜管材進(jìn)行穿孔、開槽、削邊或側(cè)凹加工時(shí)，激光切割不僅比傳統(tǒng)加工方法速度快，而且能大大保證加工質(zhì)量。

激光切割管材概述

在加工過程中，首先要保證對管件的切割，以獲得所需的管坯長度。我國傳統(tǒng)的管材切割方法難以滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需要。而且，采用這些傳統(tǒng)加工方法加工的管件切割斷面加工質(zhì)量普遍較差，有的甚至產(chǎn)生變形和塌陷的加工缺陷。有些管道除了切割外，還需要進(jìn)行其他形式的加工，如:裝飾燈具切割圖案、螺旋、正弦、余弦線切割、劃線等。如果在這些形式的管材加工中采用傳統(tǒng)的加工方法，不僅效率低下，而且難以滿足理想的加工要求，有的甚至無法進(jìn)行加工。

激光切割管材的優(yōu)點(diǎn)

激光切割管的切割寬度(包括切線、坡口、成型切割等)一般為0.1-0.3mm。切割位置和溫度可控，更有利于生產(chǎn)的自動化和智能化。與傳統(tǒng)加工方法相比，切削效率可提高8-20倍，加工成本可降低70% - 90%，可節(jié)約

材料損耗15% - 30%，激光切割噪音小，對環(huán)境影響也小。傳統(tǒng)的加工方法需要多個連續(xù)的工序來完成零件的加工，可以通過激光切割在同一臺設(shè)備上實(shí)現(xiàn)。隨著設(shè)備性能的不斷提高和加工工藝的不斷完善，使用激光對管道進(jìn)行高質(zhì)量的切割成為可能。

激光切割管材的未來發(fā)展趨勢

激光切割采用非接觸式加工方式，在整個過程中不會對管壁施加任何壓力，所以不會造成管道外表面變形或塌陷。同時(shí)，激光切割管材時(shí)，由于熱場復(fù)雜，冷卻困難，容易堵塞切割渣，增加了切割難度。因此，應(yīng)加強(qiáng)對這些方面的深入研究。

激光切割對管材的材料、形狀、尺寸、加工環(huán)境要求很大程度的自由度。它的空間控制(改變光束方向、旋轉(zhuǎn)、掃描等)和時(shí)間控制(開、關(guān)、脈沖間隔)都很好，易于控制。由于激光切割精度高，毛刺少，大大減少了后續(xù)處理所需的時(shí)間。當(dāng)改變管道的直徑或形狀時(shí)，只需修改程序即可。因此，開發(fā)管道切割軟件具有十分重要的價(jià)值。激光切割系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)可以形成一種高效的自動化設(shè)備，為高質(zhì)量、高效率、低成本的加工開辟了一條新途徑。

為了提高切割管材的效率，有效的生產(chǎn)模式是采用激光切割管材的自動生產(chǎn)線。如何使用切管自動生產(chǎn)線進(jìn)行激光切割?首先，在自動切管生產(chǎn)線上，聚焦激光束須與切管同步運(yùn)行;其次，要求聚焦的激光聚焦器相對被切割管道可以旋轉(zhuǎn)一個周期，激光束的軸線始終與管道的軸線相交，切管生產(chǎn)線的激光束隨被切割管道運(yùn)動。這些同步運(yùn)動須由專門的控制系統(tǒng)控制，因此研究激光切割管的自動化生產(chǎn)線也具有重要的意義。