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高新切割技術(shù)在造船業(yè)中的發(fā)展歷程
來源:
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作者:深圳市歐凱盛科技有限公司
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發(fā)布時間: 2018-01-25
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?如今，針對不同的工件對象，人們可分別采用數(shù)控、機器人切割等多種切割方法；為了滿足各種材質(zhì)的切割性能和精度要求，又可以選用火焰、等離子、激光等與之相適應的切割工藝。任何切割工藝都在進步，而這些高新切割工藝的進步，也將極大的推進我國造船業(yè)的發(fā)展。
20世紀70年代中期，我國造船行業(yè)，針對船舶建造過程中的放樣工序，研究了船體線型的數(shù)學光順及曲面外板展開的計算機輔助設(shè)計程序，該程序系統(tǒng)產(chǎn)生的輸出結(jié)果可用于數(shù)控加工，從而使船體鋼板下料切割不再需要經(jīng)過實尺放樣——制作樣板——在鋼板上畫線——用手工或半自動切割這么多道繁瑣的工序，由此而來，應用數(shù)控切割船用鋼板的優(yōu)越性立刻展現(xiàn)出來，它既節(jié)省了工時、放樣臺場地和樣板材料，又能減輕工人勞動強度，極大地提高了工效。
正是在此背景下數(shù)控火焰切割機開始進入我國船廠，用于鋼板切割下料。造船業(yè)是我國引入數(shù)控切割技術(shù)最早、獲益最大的行業(yè)，20多年來，數(shù)控切割在國內(nèi)造船廠得到了迅速發(fā)展和廣泛應用，徹底改變了以往手工和半自動切割的低效率狀況，從根本上解決了長期困擾船舶建造過程中下料切割工段的瓶頸問題，成為推動我國造船總量快速增長的助推器。
20世紀80年代以來，因為數(shù)控火焰切割機具有許多優(yōu)點，在我國造船行業(yè)獲得了普遍應用。至90年代中期，當數(shù)控等離子切割機登臺亮相時，其所扮演的角色逐漸發(fā)生了轉(zhuǎn)變，但這并不意味著它將從此退出歷史的舞臺，遭到棄用或淘汰，畢竟數(shù)控火焰切割機在切割厚度超過30mm的鋼板、切割加工多種形狀的坡口和多割炬大批量切割直條鋼板時，還有許多不容忽視的優(yōu)越性?？梢灶A見，數(shù)控火焰切割機在今后相當長的時期內(nèi)，將作為數(shù)控等離子切割機等先進設(shè)備的補充，在造船行業(yè)繼續(xù)發(fā)揮它應有的作用，并在船廠的切割設(shè)備中長期存在。
20世紀80年代末、90年代初，國民經(jīng)濟駛?cè)肓税l(fā)展的快車道，鋼板和其他金屬材料的切割量急劇增大，高速度、高效率的數(shù)控等離子切割技術(shù)日益受到包括造船在內(nèi)的制造業(yè)界的重視，而當時國產(chǎn)設(shè)備還一時無法擔此重任，許多大型骨干船廠不得已只能花巨資，率先從國外引進數(shù)控等離子切割機，以解生產(chǎn)上的燃眉之急。
進入新世紀后，我國船舶工業(yè)迎來了前所未有的發(fā)展機遇，各骨干船廠為了應對新的挑戰(zhàn)，又啟動了數(shù)控等離子切割技術(shù)新一輪的技術(shù)改造工作，等離子自動回轉(zhuǎn)坡口切割、新一代400A長壽命氧氣等離子切割系統(tǒng)（HYPERTHERMHT4400；KOIKESUPER-400）、性能良好的新穎干式等離子抽氣除塵切割平臺相繼投入造船生產(chǎn)使用，進一步促進了造船行業(yè)應用數(shù)控等離子切割技術(shù)朝著廣度和深度方向發(fā)展。它們的完美演繹，對眾多尚未開展此項工的中小船廠具有強烈的示范效應，這也從一個側(cè)面預示了數(shù)控等離子切割技術(shù)在我國造船業(yè)正方興未艾，其未來發(fā)展空間將變得更為廣闊。
而后由于激光切割所形成的割縫窄，能提高零件尺寸精度和材料利用率；割縫質(zhì)量好，無掛渣、邊緣垂直、表面光滑。在那些需要高精度、高效率切割薄板的領(lǐng)域，數(shù)控激光切割機又成為了首選設(shè)備。另外，激光切割還有能量密度高，切割熱影響區(qū)小，可以對常規(guī)方法無法加工的材料和零件進行加工等諸多優(yōu)點。但是數(shù)控激光切割機價格昂貴，設(shè)備投資費用大概是精細等離子的2~3倍；當用激光切割厚度超過6~8mm的鋼板時，加工費用將會大于精細等離子切割，外加日常維護工作量大，因此數(shù)控激光切割的運行成本較高，這些不利因素，制約了其在我國造船行業(yè)的應用。
經(jīng)統(tǒng)計，船體結(jié)構(gòu)中各種型材（包括組焊型材和軋制型材）的質(zhì)量平均占到船體質(zhì)量的20%左右，型材的品種有：球扁鋼、角鋼、扁鋼、T型鋼等，這些型材在成形或焊接加工前要切割各種形狀的端頭和中間孔，并標識記號及加工裝配用的線段。由于型材的品種、規(guī)格尺寸多種多樣，更有變幻無常的切割內(nèi)容和要求，使得我們無法借助現(xiàn)有的設(shè)備和手段來自動化批量生產(chǎn)，因此國內(nèi)船廠長期以來只能靠熟練工人利用半自動的機械設(shè)備進行人工操作，生產(chǎn)效率低、勞動強度大、質(zhì)量難以控制，這與板材已普遍運用數(shù)控切割相比呈現(xiàn)了極其鮮明的反差。
為了改變這一作業(yè)的落后狀況，國內(nèi)骨干造船企業(yè)已引進了型材切割的關(guān)鍵設(shè)備——數(shù)控等離子型材切割機，它被用于切割型材形狀各異的端頭和中間孔，而且可以按需要在型材上打印標識和劃線，構(gòu)筑了型材自動切割作業(yè)的雛形，但這僅僅是開始離國際上已廣泛采用的、由型材儲存和提取系統(tǒng)、機器人型材切割系統(tǒng)、零件型材的分類和運出托盤等組成的型材加工生產(chǎn)線來看，無論在功能、加工質(zhì)量上，還是生產(chǎn)效率上，都尚有很長的路程要走。好在此項工作已引起了我國造船界的重視，相關(guān)課題的立項研究已擺上議事日程，相信用不了多久，目前的狀況將會有較大的改觀。
如今，針對不同的工件對象，人們可分別采用數(shù)控、機器人切割等多種切割方法；為了滿足各種材質(zhì)的切割性能和精度要求，又可以選用火焰、等離子、激光等與之相適應的切割工藝。任何切割工藝都在進步，而這些高新切割工藝的進步，將極大的推進我國造船業(yè)的發(fā)展。
正是在此背景下數(shù)控火焰切割機開始進入我國船廠，用于鋼板切割下料。造船業(yè)是我國引入數(shù)控切割技術(shù)最早、獲益最大的行業(yè)，20多年來，數(shù)控切割在國內(nèi)造船廠得到了迅速發(fā)展和廣泛應用，徹底改變了以往手工和半自動切割的低效率狀況，從根本上解決了長期困擾船舶建造過程中下料切割工段的瓶頸問題，成為推動我國造船總量快速增長的助推器。
20世紀80年代以來，因為數(shù)控火焰切割機具有許多優(yōu)點，在我國造船行業(yè)獲得了普遍應用。至90年代中期，當數(shù)控等離子切割機登臺亮相時，其所扮演的角色逐漸發(fā)生了轉(zhuǎn)變，但這并不意味著它將從此退出歷史的舞臺，遭到棄用或淘汰，畢竟數(shù)控火焰切割機在切割厚度超過30mm的鋼板、切割加工多種形狀的坡口和多割炬大批量切割直條鋼板時，還有許多不容忽視的優(yōu)越性?？梢灶A見，數(shù)控火焰切割機在今后相當長的時期內(nèi)，將作為數(shù)控等離子切割機等先進設(shè)備的補充，在造船行業(yè)繼續(xù)發(fā)揮它應有的作用，并在船廠的切割設(shè)備中長期存在。
20世紀80年代末、90年代初，國民經(jīng)濟駛?cè)肓税l(fā)展的快車道，鋼板和其他金屬材料的切割量急劇增大，高速度、高效率的數(shù)控等離子切割技術(shù)日益受到包括造船在內(nèi)的制造業(yè)界的重視，而當時國產(chǎn)設(shè)備還一時無法擔此重任，許多大型骨干船廠不得已只能花巨資，率先從國外引進數(shù)控等離子切割機，以解生產(chǎn)上的燃眉之急。
進入新世紀后，我國船舶工業(yè)迎來了前所未有的發(fā)展機遇，各骨干船廠為了應對新的挑戰(zhàn)，又啟動了數(shù)控等離子切割技術(shù)新一輪的技術(shù)改造工作，等離子自動回轉(zhuǎn)坡口切割、新一代400A長壽命氧氣等離子切割系統(tǒng)（HYPERTHERMHT4400；KOIKESUPER-400）、性能良好的新穎干式等離子抽氣除塵切割平臺相繼投入造船生產(chǎn)使用，進一步促進了造船行業(yè)應用數(shù)控等離子切割技術(shù)朝著廣度和深度方向發(fā)展。它們的完美演繹，對眾多尚未開展此項工的中小船廠具有強烈的示范效應，這也從一個側(cè)面預示了數(shù)控等離子切割技術(shù)在我國造船業(yè)正方興未艾，其未來發(fā)展空間將變得更為廣闊。
而后由于激光切割所形成的割縫窄，能提高零件尺寸精度和材料利用率；割縫質(zhì)量好，無掛渣、邊緣垂直、表面光滑。在那些需要高精度、高效率切割薄板的領(lǐng)域，數(shù)控激光切割機又成為了首選設(shè)備。另外，激光切割還有能量密度高，切割熱影響區(qū)小，可以對常規(guī)方法無法加工的材料和零件進行加工等諸多優(yōu)點。但是數(shù)控激光切割機價格昂貴，設(shè)備投資費用大概是精細等離子的2~3倍；當用激光切割厚度超過6~8mm的鋼板時，加工費用將會大于精細等離子切割，外加日常維護工作量大，因此數(shù)控激光切割的運行成本較高，這些不利因素，制約了其在我國造船行業(yè)的應用。
經(jīng)統(tǒng)計，船體結(jié)構(gòu)中各種型材（包括組焊型材和軋制型材）的質(zhì)量平均占到船體質(zhì)量的20%左右，型材的品種有：球扁鋼、角鋼、扁鋼、T型鋼等，這些型材在成形或焊接加工前要切割各種形狀的端頭和中間孔，并標識記號及加工裝配用的線段。由于型材的品種、規(guī)格尺寸多種多樣，更有變幻無常的切割內(nèi)容和要求，使得我們無法借助現(xiàn)有的設(shè)備和手段來自動化批量生產(chǎn)，因此國內(nèi)船廠長期以來只能靠熟練工人利用半自動的機械設(shè)備進行人工操作，生產(chǎn)效率低、勞動強度大、質(zhì)量難以控制，這與板材已普遍運用數(shù)控切割相比呈現(xiàn)了極其鮮明的反差。
為了改變這一作業(yè)的落后狀況，國內(nèi)骨干造船企業(yè)已引進了型材切割的關(guān)鍵設(shè)備——數(shù)控等離子型材切割機，它被用于切割型材形狀各異的端頭和中間孔，而且可以按需要在型材上打印標識和劃線，構(gòu)筑了型材自動切割作業(yè)的雛形，但這僅僅是開始離國際上已廣泛采用的、由型材儲存和提取系統(tǒng)、機器人型材切割系統(tǒng)、零件型材的分類和運出托盤等組成的型材加工生產(chǎn)線來看，無論在功能、加工質(zhì)量上，還是生產(chǎn)效率上，都尚有很長的路程要走。好在此項工作已引起了我國造船界的重視，相關(guān)課題的立項研究已擺上議事日程，相信用不了多久，目前的狀況將會有較大的改觀。
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