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        激光切割技術(shù)在鐵路貨車制造中的應(yīng)用

        2020-10-14 14:39:31牛少銳
        名城繪 2020年5期
        關(guān)鍵詞:應(yīng)用

        牛少銳

        摘要:隨著世界經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,人們對(duì)快捷交通方式的需求不斷增加。鐵路貨車與火車不僅世界各地交通樞紐的重要的組成部分,也是國(guó)家必須不斷發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施之一。激光切割技術(shù)與傳統(tǒng)的鐵路加工技術(shù)相比可以有效地加快路鐵路貨車與火車的制造。本文對(duì)激光切割技術(shù)在鐵路貨車及火車制造中的應(yīng)用做出了探討。

        關(guān)鍵詞:激光切割技術(shù);鐵路貨車;火車;應(yīng)用

        1 激光切割技術(shù)的內(nèi)容

        激光切割技術(shù)興起于20世紀(jì)70年代,屬于脈沖激光技術(shù)的類型。激光切割技術(shù)適用于金屬材料與非金屬材料工件的加工。激光切割技術(shù)在加工過(guò)程中會(huì)使工件表面保持外觀的質(zhì)量,不會(huì)損害加工工件的形狀與外表。精密度高,柔韌性強(qiáng),加工范圍廣,是激光切割技術(shù)所具有的優(yōu)勢(shì)[1]。激光切割技術(shù)是通過(guò)運(yùn)用聚焦鏡把二氧化碳激光束在材料表面聚焦以此使材料逐漸融化,同時(shí)需要把融化的物體通過(guò)與激光束同軸的壓縮氣體吹走,將融化的材料吹走后,激光束需要與材料做出固定軌跡的運(yùn)動(dòng),從而在加工材料表面形成切縫。激光切割技術(shù)具有縮短加工時(shí)間、降低工件的生產(chǎn)成本、提高加工所需工件質(zhì)量的作用。我國(guó)鐵路貨車與火車的穩(wěn)定性需要通過(guò)激光切割技術(shù)來(lái)保持,在進(jìn)行激光切割技術(shù)同時(shí)采用電腦對(duì)加工進(jìn)行控制,可以有效的提高制造過(guò)程的效率。激光切割技術(shù)在鐵路貨車與火車的建造行業(yè)中應(yīng)用也越來(lái)越廣泛,各種三維沖壓件的切割加工都離不開(kāi)激光切割技術(shù),激光切割技術(shù)具有很大的市場(chǎng)需求與發(fā)展前景。

        2激光切割技術(shù)在鐵路火車制造中的應(yīng)用

        2.1鐵路火車的零件的配置

        激光切割技術(shù)適用于鐵路火車不同種類型的配件?;疖嚨呐渲貌牧习ǖ吞嫉秃辖痄?、奧氏體不銹鋼和鋁合金、耐大氣腐蝕鋼及鐵素體不銹鋼等,對(duì)于這些鐵路火車的配置材料,激光切割技術(shù)均可以進(jìn)行加工??梢哉f(shuō)鐵路貨車中所有的配置材料及板材件都可以通過(guò)激光切割技術(shù)進(jìn)行加工,通過(guò)激光切割技術(shù)更好的完成鐵路火車的制造。

        2.2加工精度較高

        與其他的切割設(shè)備相比,激光切割設(shè)備具有加工精度高的特點(diǎn)。對(duì)鐵路火車來(lái)說(shuō),鐵路火車的配置零件需要具備很高的加工精度,普通的切割設(shè)備不能滿足這一較高的加工精度,需要通過(guò)激光切割技術(shù)進(jìn)行[2]。與普通的切割設(shè)備相比,激光切割設(shè)備的加工精度比其它的切割設(shè)備高五到十倍,幾乎可以滿足火車所有配件加工精度的需求

        2.3較窄的割縫寬度

        鐵路火車配件的間距需要減小以此提高鐵路火車材料的利用率,激光切割技術(shù)可以有效地縮小切割時(shí)的縫隙寬度,激光切割技術(shù)在切割時(shí)不會(huì)產(chǎn)生很大的切割渣,離子切割機(jī)和數(shù)控精細(xì)等離子切割機(jī)切割材料時(shí)的割縫寬度較大,不能滿足鐵路火車配件割縫間距的需求。

        2.4較高的材料利用率

        激光切割設(shè)備在進(jìn)行材料切割時(shí)可以有效地提高材料利用率,在進(jìn)行鐵路火車不同配置材料的切割時(shí),激光切割設(shè)備切割后所產(chǎn)生的邊角料可被充分利用。

        2.5切割粗糙值低

        與其他切割設(shè)備相比,在切割同一種鐵路火車的同一種配件時(shí),激光切割設(shè)備切割后材料質(zhì)量較高,切割完成后材料切面的粗糙值不高。對(duì)于鐵路火車制造行業(yè)來(lái)說(shuō),進(jìn)行激光切割后切割材料切斷面的粗糙值最低,其他數(shù)控切割設(shè)備切割后加工材料切割面的粗糙值都較高,導(dǎo)致切割后切割材料的質(zhì)量降低。

        2.6熱影響較小

        在鐵路火車的切割過(guò)程中,由于熱的影響切割材料會(huì)產(chǎn)生熱影響區(qū)。與其他的切割技術(shù)相比,激光切割技術(shù)的切割材料所產(chǎn)生的熱影響區(qū)較小,激光切割技術(shù)在切割時(shí)對(duì)切割材料會(huì)輸入較低的熱能,以此縮小熱影響區(qū)。在進(jìn)行火焰切割時(shí),切割材料將會(huì)被輸入很大的熱能,以此產(chǎn)生很大的熱影響區(qū)。在鐵路火車制造過(guò)程中,如果切割材料的熱影響區(qū)較大,鐵素體不銹鋼中的晶體會(huì)受熱的影響而逐漸增長(zhǎng)從而使鐵路火車材料有淬硬的可能,這會(huì)使鐵路火車的制造效率大大下降,鐵路火車若想提高焊接質(zhì)量,就必須降低切割材料的熱影響區(qū)。

        2.7成本較低

        鐵路貨車和火車在制造過(guò)程中進(jìn)行大批量生產(chǎn)時(shí),加工工藝應(yīng)選擇模具落料的方式進(jìn)行,此時(shí)的生產(chǎn)的批量較大,每一個(gè)加工配件都需要均攤相應(yīng)的費(fèi)用,以此降低鐵路火車制造中所需的成本。如果鐵路火車在制造過(guò)程中的生產(chǎn)批量很小,此時(shí)的加工需要采用模具沖裁的工藝方法,模具具有較長(zhǎng)的制作周期,有時(shí)都產(chǎn)量不能滿足火車制造過(guò)程中的需要,此時(shí)需模具生產(chǎn)量很少,在進(jìn)行費(fèi)用均攤時(shí),鐵路火車的加工的成本費(fèi)用就會(huì)提高。

        3優(yōu)激光切割技術(shù)的不足

        3.1激光切割設(shè)備成本較高

        對(duì)于激光切割設(shè)備來(lái)說(shuō),國(guó)產(chǎn)激光切割設(shè)備與進(jìn)口激光切光設(shè)備的購(gòu)買費(fèi)用都很高。國(guó)產(chǎn)激光切割設(shè)備需要二百萬(wàn)左右,進(jìn)口的激光切割設(shè)備需要五百萬(wàn)左右。對(duì)于激光切割設(shè)備中精密度較高的零件,在出現(xiàn)故障時(shí)需要專業(yè)的維修人員進(jìn)行維修,這要求維修人員具有較高的專業(yè)能力。由于激光切割設(shè)備的零件較為精密,在市場(chǎng)中很難采購(gòu),如果激光切割設(shè)備的零件出現(xiàn)故障便很難在短時(shí)間內(nèi)購(gòu)置完全,不能很快對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修,與此同時(shí),故障也不能在短時(shí)間內(nèi)維修好,進(jìn)而會(huì)產(chǎn)生較高的維修費(fèi)用阻礙鐵路火車制造的進(jìn)行。

        3.2激光切割設(shè)備切割速度低

        激光切割設(shè)備雖有較高的精密性,但在進(jìn)行切割工作時(shí)切割速度較低。與其他數(shù)控切割設(shè)備和離子切割設(shè)備相比,在切割相同材質(zhì)的配件時(shí),激光切割設(shè)備切割速度相對(duì)而言較低。激光切割設(shè)備的切割工作效率會(huì)影響鐵路貨車與火車制造效的進(jìn)度。

        3.3生產(chǎn)大批量配件的效率低

        在進(jìn)行鐵路貨車與火車的制造工作時(shí),激光切割技術(shù)起到了不可替代的作用。與其他切割設(shè)備相比,激光切割設(shè)備的精密度更高、切割方式更為靈活適用于鐵路和火車制造時(shí)各種零件的加工[3]。但激光切割設(shè)備的成本費(fèi)用較高,這將會(huì)提高鐵路貨車與火車制造時(shí)的成本費(fèi)用。因激光切割技術(shù)相對(duì)于其他切割技術(shù)的切割速度較低,這將會(huì)降低鐵路貨車與火車制造時(shí)的工作效率,不適用于制造所需配件的大批量生產(chǎn),只適用于精密度高、所需配件較少的制造工作。

        4 結(jié)束語(yǔ)

        綜上所述,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步,鐵路貨車制造行業(yè)不斷的變化與發(fā)展,我國(guó)鐵路貨車與火車的制造行業(yè)已經(jīng)不滿足之前的小批量生產(chǎn)。目前我國(guó)鐵路貨車的制造行業(yè)已由原來(lái)的小批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)換為面向國(guó)際的大批量、多品種生產(chǎn)。這是我國(guó)鐵路貨車與火車制造行業(yè)上的歷史性的轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)的加工設(shè)備與加工方式在如今的鐵路火車制造行業(yè)中應(yīng)用頻率越來(lái)越低。

        參考文獻(xiàn):

        [1]巴一,戰(zhàn)金明,師文慶,黃江,梁志剛,黃進(jìn)鈺,安芬菊,賴學(xué)輝.激光加工技術(shù)在農(nóng)機(jī)制造中應(yīng)用的研究進(jìn)展[J].南方農(nóng)機(jī),2020,51(05):7-8+13.

        (作者單位:中國(guó)中車大同電力機(jī)車有限公司)

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