【導(dǎo)讀】：在【干貨】激光在軌道交通行業(yè)中的應(yīng)用系列之車輛激光焊接工一文中，我們談到‘素顏’地鐵，只有采用激光焊接技術(shù)，才能研制出這種國內(nèi)領(lǐng)先的不銹鋼激光焊車體。與傳統(tǒng)焊接方式的車體相比，激光焊接不銹鋼車體強度高、密封性好、焊接變形小、焊后外觀更美觀。車體無需噴涂料，便可直接投入使用，不僅節(jié)省了噴涂的費用，也更加環(huán)保。本期，我們就來聊一下軌道車輛激光切割工藝。
近日，主題為“交通讓世界更美好”的2018世界交通運輸大會在北京國家會議中心取得了圓滿成功。會上，眾多備受關(guān)注的未來交通新概念和新思路紛紛登場，展示了交通領(lǐng)域日新月異的新科技將改變?nèi)藗兩畹拿篮迷妇啊?/p>
面對軌道交通進入了高速發(fā)展的今天，軌道車輛制造輕量化與高速化的趨勢，使得激光加工技術(shù)持續(xù)面臨新方向、新課題。
激光切割是現(xiàn)今人們所掌握的各種切割技術(shù)，最好的切割方法之一，與傳統(tǒng)切割相比，激光切割的優(yōu)勢在于:工作區(qū)域小、切口窄、熱變形小、切割精度高、噪聲小、無污染和易于實現(xiàn)自動切割。雖然初期投資大，但加工成本比機加工要少50%，而且激光能切割非金屬。作為一種先進的制造技術(shù)，激光切割具有應(yīng)用范圍、工藝靈活、加工精度高、質(zhì)量好、生產(chǎn)過程清潔，以及便于實現(xiàn)自動化、柔性化、智能化和提高產(chǎn)品質(zhì)量、勞動生產(chǎn)率等優(yōu)點。
在機車車輛制造行業(yè)，復(fù)雜的車輛焊接結(jié)構(gòu)由數(shù)量龐大的基礎(chǔ)件組焊而成，為保證組焊后的焊接質(zhì)量及尺寸要求，對單個基礎(chǔ)件的加工質(zhì)量，如平面度、直線度、坡口精細程度等要求很高。而作為基礎(chǔ)件的前道工序，板材的切割質(zhì)量直接會影響到產(chǎn)品的焊接質(zhì)量。目前，光纖激光切割已依靠其高效、快速精確的優(yōu)勢在機車車輛關(guān)鍵基礎(chǔ)件加工領(lǐng)域，尤其是在不銹鋼車體制造、轉(zhuǎn)向架制造中扮演者重要角色。
軌道車輛制造中需加工的產(chǎn)品有很多，如車體、內(nèi)裝板材、轉(zhuǎn)向架，常選用二維平面切割。激光可以加工出高精度、高切割斷面質(zhì)量的零件外形、輪廓和孔。固體(或CO2)激光切割機通常適用于碳合金鋼、不銹鋼，同時也適用于鋁合金板，可達到理想斷面加工質(zhì)量和切割速度。
1、下料環(huán)節(jié)激光切割
機車制造首先要準(zhǔn)備相關(guān)材料，這個階段激光切割技術(shù)尤為重要。激光切割與火焰切割相比，切割速度快、工件變形小、加工精度高、適用性強、節(jié)料省錢、經(jīng)濟適用[mo，因此激光切割技術(shù)已被廣泛用于軌道車輛制造中。
防松板切割案例：轉(zhuǎn)向架防松板為不規(guī)則曲線輪廓結(jié)構(gòu)，材料為1Cr18Ni9Ti不銹鋼板，厚度8mm，外輪廓曲率多變。要求加工區(qū)域光滑過渡。選用脈沖功率為2.4kW的激光器，切割速度達到2.2m/min，激光束焦點直徑為0.12—0.25mm。經(jīng)實踐驗證，光纖激光切割加工的產(chǎn)品完全可以滿足實際使用要求。
2、三維激光切割
軌道車輛制造中，三維激光切割技術(shù)方興未艾。其主要進行了各種三維沖壓件的切割、割孔，除了配置機械手、光纖激光、實時監(jiān)控外，還配置有除塵系統(tǒng)、交換工作臺、封閉切割間。解決了復(fù)雜工件的三維切割，代替落后的無齒具、手工等離子切割工藝，改善質(zhì)量、減小污染。在城市軌道車輛制造中對大長件，尤其是組成部件后加工，起到了改善切割能力和提高質(zhì)量的作用。激光切割技術(shù)隨著多元需求和先進制造的要求，正一步步完善和創(chuàng)新，一批批現(xiàn)代的技術(shù)和裝備發(fā)展起來。
鑒于激光切割的優(yōu)點，現(xiàn)在激光切割設(shè)備已在軌道車輛制造行業(yè)得到很好應(yīng)用。比如高速動車組車體采用鋁合金型材及板材，其 6mm 以下板材的完全采用激光下料和剪板機下料；高速動車組轉(zhuǎn)向架采用耐候鋼板，其中 12mm 以下板材采用 6KW 激光切割機進行下料；地鐵車體采用不銹鋼車體，其中 6mm 以下板材的完全采用 6KW 激光下料和剪板機下料；地鐵轉(zhuǎn)向架采用低合金結(jié)構(gòu)鋼 Q345C,其中14mm以下板材采用激光切割機進行下料。
以上就是關(guān)于車輛激光切割工藝方面相關(guān)描述，伴隨我國持續(xù)加大對軌道交通的投入，軌道交通裝備產(chǎn)業(yè)將進入黃金發(fā)展期。下一期：激光在軌道交通行業(yè)中的應(yīng)用系列之車輛輪軌表面激光改性，敬請關(guān)注。
為進一步探討關(guān)于軌道交通的多方面知識，由中國激光產(chǎn)業(yè)社團聯(lián)盟、廣東省激光行業(yè)協(xié)會 、廣東省激光產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟、湖北省激光行業(yè)協(xié)會、江蘇省激光產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟、臺灣鐳射科技應(yīng)用協(xié)會、深圳市激光智能制造行業(yè)協(xié)會、山東激光學(xué)會、湖南大學(xué)、山東省科學(xué)院激光研究所、中科院唐山市高新技術(shù)研究與轉(zhuǎn)化中心、等單位聯(lián)合舉辦三場更細分、更專業(yè)、更權(quán)威和更有影響力的激光再制造盛會。會議具體時間和地點如下：
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