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切管技术紧跟市场需求才能站住脚

发布时间:  2021-10-12 15:02:58

  金属管材切割技术进步才能处理更硬的材料、更严格的质量要求和竞争压力。成型、开槽、打孔、穿孔、钻孔、攻丝、斜角、研磨、焊接——无论对金属管材加工哪种工艺,第一个操作很可能是切割过程。尽管数十年来一直有许多切割工艺可供选择,但当今使用的许多机器都比几年前的机器先进得多。随着管材和管道材料变得越来越多样化,竞争压力越来越大,软件、传感器和控制系统的功能也越来越强大。这样使管材切割加工商在硬件和软件方面有更多选择,使得切割设备的厂家能够开发出比以往任何时候都更快、更准确、更通用和更自动化的机器,以帮助管材制造商满足越来越具有挑战性的切割应用。

新合金,新应用

技术的无情步伐为市场带来了改进的或全新的产品,并且在许多情况下,这些产品是由改进的材料制成的。在金属行业,合金发展的一个关键驱动力是汽车行业,该行业通过采用比传统金属更坚固、更轻的材料,努力实现更低的排放目标和更高的燃油效率目标。尽管汽车制造商使用各种材料,例如铝和镁,但每辆汽车中仍有相当一部分是由钢制成的。另一个驱动力是石油工业,它依赖于能够承受海上环境恶劣条件的钢铁化学品,因为钻井比以往任何时候都更深。

钢铁进步。为满足这些需求,钢铁行业不断向市场供应新材料。据世界钢铁协会称,钢材有 3,500 个等级。

先进的高强度钢合金、高强度/低合金材料、双相钢和相变诱导塑性钢为材料科学带来了轻微的剧变。与普通低碳钢(例如 SAE 1010)相比,最新材料具有显着的强度改进,后者的极限抗拉强度约为每平方厘米45吨。

质量进步。切割质量一直是一种需求,如今,越来越多的用户需要干净、90 度、无毛刺的切割。

管的进展。长期以来,焊接一直是管道行业的核心连接工艺,但它已经让位于压接。压接不需要粘合剂,不需要焊料,也不需要加热。制作压接接头的成本比制作焊接接头的成本更高——压接接头的成本高于一点焊料和一些助焊剂——但它是一个更快的过程,因此它提供了劳动力成本的收益。

在激光切割板材的早期,板材产品通常不够平整,无法优化工艺。当割炬在标准尺寸板材的表面上从一端移动到另一端时,割炬到工作表面的距离变化太大。钢铁行业适应了,不久之后,板材平整度的商业标准得到了改进,以适应激光切割。

管是一种不同的产品,以不同的方式制造,并用于不同的行业领域。容差也不一样。管材的行业规范在尺寸偏差方面不如片材严格。管材制造商需要能够处理重大变化的激光系统。切割程序基于理想尺寸,但管材产品很少是直的,非圆形产品通常会出现一定程度的扭曲。为了精确切割并防止激光头和工件之间发生碰撞,机器必须确定管材的实际形状和相对于切割头的位置,然后将其与预期形状进行比较以补偿尺寸变化。

从 2018 年到 2023 年的五年间,结构钢的使用预计将以 5.3% 的复合年增长率增长。它引用的驱动因素是联邦政府和建筑业。前者涉及基础设施,后者涉及住宅和非住宅建筑。有利于激光切割钢管用于此类应用的两个因素是可回收性和施工速度。大约 90% 的金属被回收利用,精确的激光切割有助于快速连接。

激光机在为紧固件制造埋头孔、用于接头连接的斜切以及用于焊接准备的斜面方面的精度使现场组装和焊接的速度比使用传统工艺更快。

CO2激光器。在激光领域,CO2激光器正在让位于固态技术。固态激光器以简化光束传输和远低于 CO2品种的维护要求而闻名,可提供更长的正常运行时间并且维护成本更低。但这并不意味着 CO2 激光器即将淘汰。市场对光纤激光器的需求正在增长,但 CO2激光器在制造业中仍然占有一席之地,只是不像过去那样占据主导地位。这不仅仅是更换谐振器的问题。光纤激光器的光频率使得机器设计与 CO2谐振器的设计有很大不同。光纤激光器需要一个完全封闭的切割区域,这会使装卸材料变得更加复杂。光纤技术的普遍接受的性能优势在切割非常大的工件时并不适用。

数据采集

制造业一直依靠数据蓬勃发展,无论是测量机器的正常运行时间、计时特定零件的周期时间、进行测量以挑选出不合格的组件,还是从制造商用来衡量和改进运营的一千个其他数据点中的任何一个收集信息。

在过去几年中,数据收集的能力和数量都以数量级增长。许多技术的融合——生成数字数据的机器上的传感器、生成跟踪数据的零件或零件箱上的 RFID 标签、包含各种信息的易于扫描的二维码、移动数据的 Wi-Fi 系统放置,以及组织这一切的软件——允许制造商设置几年前闻所未闻的系统。

从制造过程中的关键点收集数据,将其数字化,并将其转化为有用的信息流,持续更新并随时可用,这不仅仅是消除纸张或提供制造活动的实时快照。这些数据可以与公司的企业资源计划 (ERP) 系统集成以修改生产计划,报告耗尽的原材料库存水平以触发采购行动,并通知客户订单状态,以便他们通知客户并更新他们的计划。这些信息在价值链上下游都具有重要意义:制造商可能会为了自己的利益自愿踏上实施工业 4.0 技术的旅程,或者该制造商可能会走这条路以满足客户的需求。

  这种趋势正在建筑行业上演。如今,建筑师所做的不仅仅是绘制蓝图。他们使用建筑信息建模 (BIM) 软件,这是一个极其复杂的 CAD 版本,具有 ERP 的一些元素。它以如此高的精度提供了如此多的细节,以至于承包商可以出现在工作现场,将导管、管道和管道系统等用品切割成合适的长度,甚至组装成组件,因此每个组件都可以准备安装。他们在他们的商店做的工作更多,而在工作现场做的工作更少,而且随着施工的进行,每个承包商都会提供更新。


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