“坡”出精彩，成就非凡

文／百超(深圳)激光科技有限公司

在一些重型金屬加工行業，例如船舶工業、礦山機械、工程機械等，經常遇到這樣的難題：如何才能實現金屬件與金屬件之間的牢固焊接呢？通常，金屬件在經過一系列的切割加工后會呈現一個切面，為了讓焊接零件接口部位更加熔合，需要在兩塊金屬邊緣二次加工各種不同幾何形狀的坡口斜面，再進行端面焊接。百超迪能推出D-Soar Plus PG系列（功率從8000W到60000W）平面坡口光纖激光切割機（圖1），將此類焊接難題迎刃而解，減少繁瑣工序，大大節約時間與成本。

圖1 D-Soar Plus PG系列平面坡口光纖激光切割機

目前，百超迪能的坡口切割技術在金屬板材加工及型材加工方面實現全覆蓋，且該項技術應用領域十分廣泛，涵蓋了船舶制造、工業制冷、工程機械、礦山機械、石油管道等。

傳統坡口切割面臨瓶頸，激光坡口切割成為首選

在激光切割技術誕生之前，坡口切割工藝普遍采用火焰、等離子切割等金屬板材加工方式。但是，傳統的火焰切割方式會產生較深的切痕，且在坡口軌跡復雜情況下，非常考驗工人的熟練程度和工作狀態，對于焊接的一致性并不能很好滿足；等離子切割由于割縫很寬，導致尺寸精度低，并且切割過程中會產生弧光輻射、煙塵及噪聲等危害。

上述兩類切割方式均屬于大熱源輸入加工方式，板材如果在熱加工方式下產生熱形變，加工完成后還需要進行反形變工序處理。相比傳統開坡口方式，激光切割是目前在市場運用中熱變形最小、切口質量最佳、尺寸精度最高并且穩定性最好的一種新型加工方式。

如圖2所示，百超迪能D-Soar Plus PG系列平面坡口光纖激光切割機在焊件的待焊部位加工成一定幾何形狀的坡口可大大提高中厚板焊接牢固度、焊接熔合度和工件美觀度。對于合金鋼來說，坡口還能起到調節母材金屬和填充金屬比例的作用。

圖2 多形坡口一次成形

攻堅克難，平面坡口激光切割機應運而生

起初，坡口切割技術重點應用于管材切割領域，早在2019年，百超迪能就開始探索激光切管機的坡口切割應用，并于2021年9月推出了新品D-Win T220-P激光切管機，一經上市便獲得了良好的反響，為如今的板材坡口切割積累了經驗。與此同時，很大一部分客戶在使用反饋中建議研發一款能夠切割中厚板的平面坡口激光切割機。2021年下半年，百超迪能順勢而上，開始平面坡口切割機的研發、生產及制造。

想要研制出一款能切割中厚板的平面坡口激光切割機，切割頭尤為關鍵，必須要解決以下幾個難點：一是切割頭要能夠承受高功率甚至特高功率，從而達到輕松快速切割中厚板的目的，適應激光行業市場發展需要；二是將傳統的X、Y、Z三軸垂直切割變成目前A、B、X、Y、Z五軸聯動切割，更好地控制切割參數，保證切割質量。為此，百超迪能研發團隊攻堅克難、不懈努力，D-Soar Plus PG平面坡口光纖激光切割機由此誕生。

技術配置邁上新高度，智能化浪潮加速

百超迪能D-Soar Plus PG平面坡口激光切割機在技術和配置上進一步升級，朝著智能制造方向又邁上一大步。

在切割頭設計上，D-Soar Plus PG平面坡口光纖激光切割機采用X軸、Y軸、Z軸+雙偏擺軸（A軸、B軸）機械結構體，五軸運動全部由伺服電機配合減速機驅動，可單軸運動也可五軸聯動。在CNC系統控制下，有效解決了切割頭在運動狀態下的圓心變動（偏移）情況的問題，同時解決了生產中面臨的纏繞問題，進而保證了切割精度。

此外，平面坡口激光切割頭還繼承了瑞士百超跨國聯合研發的By-Power切割頭（圖3）的智能、高效、精準、便捷等特點。例如，切割頭內置溫度、壓力、濕度傳感器可實時監測切割頭工作；用戶通過手機微信小程序就能實現快速監控切割頭實時運行狀態以及溫度、濕度、壓差等作業指標；采用優良的冷卻系統、熱管理和密封設計，搭載5路水冷、2路氣冷和A級密封，確保每個鏡組保持最佳溫度，讓切割頭溫度始終控制在常溫狀態，助力切割更穩定；采用高承載性，高透光率的非球面凸面光學鏡片，讓光斑更聚中更細，正交性、集束性更好，進一步提高切割精度等。圖4所示為切割樣品效果照片。

圖3 切割頭

圖4 切割樣品照片

在機床結構上（圖5），D-Soar Plus PG平面坡口光纖激光切割機參照歐洲標準的力學結構進行設計，采用全新中空分體式的床身、滿焊底座和特殊設計防護裝置，有效降低熱變形；輕量一體化T形切割橋，柔性加減速，減少對機械的磨損；液壓式交換工作臺（圖6），液壓缸總承重可達40噸，抗偏載可達2噸，具有承重強、抗偏載等優點。

圖5 重型中空機床設計

在控制系統上，D-Soar Plus PG平面坡口光纖激光切割機總線式控制系統不僅具備一般的同類控制系統所具備的功能，該系統可以根據不同板材、不同坡口及不同高度的變化調用不同的參數。當任務指令下達后便能立馬執行，并迅速反饋執行數據，形成一條快速閉環響應機制。此外，D-Soar Plus PG還配置了一套簡單方便的坡口編程軟件（套料軟件），該軟件不僅能夠對單個零件進行坡口參數設置，同時又能使多個零件之間相互在一張板材上進行優化切割，能夠和控制系統互相配合。

極具實用價值

D-Giant系列超大幅面地軌式激光切割機在鋼材貿易、設備配套、工程機械、礦山機械、船舶制造、風機制造、電力鐵塔、鋼模板、容器罐體制造、鋼結構工程等大型制造行業領域（圖7）的應用有著非常獨特的優勢，為金屬加工行業的發展助一臂之力。其具備3大明顯優勢：

圖7 應用重點行業

一是在焊件的待焊部位可直接加工成一定幾何形狀的坡口，讓后一焊接工序得到焊接厚度上全部焊透的焊縫，從而保證焊接件的焊接強度，并減少不必要的工序，達到事半功倍的效果；

二是激光加工相比于傳統火焰、等離子坡口加工效率更高，節省材料。例如在造船業中，利用激光坡口切割技術加工低合金鋼的T形構件，在保證船舶穩定性的同時還可以極大節省合金鋼材料；

三是激光加工具有熱變形小，破口切割質量穩定及精度高等優點，切割縫的寬度只有等離子的1/8，表面粗糙度可達Ra6.3μm，切割精度達±0.5mm，因而切割的工件具有很好的拼接性。

結束語

“十四五”時期，我國鐵路建設、公路建設、水利水電建設等多項重大工程將迅速推進，工程機械市場需求量也將逐年穩增，不斷推動智能制造生產轉型進程。展望未來，隨著控制技術及加工工藝的不斷創新，百超迪能坡口激光切割機必將為市場“坡”出精彩，成就非凡。

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