本发明专利技术涉及一种非晶合金钢带激光照射升温切割的方法和自动化装置。非晶合金钢带激光照射升温切割的方法，其特征在于：在切割刀具切割非晶合金钢带时，用激光照射切割点。激光照射切割点的时间为小于0.3秒，照射点的温温度在280——320摄氏度。包括若干个圆盘式料架、张力调整器、带料牵引装置、带料合成器、工作台、工作台后半部为自动叠料托台和自动翻转托板、工作台上的叠料纵横定位装置，其特征在于：有一工作台，在工作台上固定有切割刀具，伺服电机由驱动装置连接切割刀具，在工作台上有激光照射器，光照射器由光机联动装置驱动，在激光照射点处安装有光敏传感器和温度传感器。本发明专利技术的优点是全自动化，提高切割工作效率数十倍以上。切割刀具磨损率大幅度下降，刀具切割寿命(次数)增加几十倍。产品性能受损率极低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种非晶合金钢带激光照射升温切割的方法和自动化装置。
技术介绍
非晶变压器的核心原材料是非晶合金钢带，它的硬度极高，又很脆性，被称为“金属玻璃”。此种材料硬度高和易碎裂的特性造成加工切割困难，除了切割过程中易碎裂外， 对切割刀具的磨损很大，造成加工成品率低、刀具磨损率高，总体加工成本很高。另一方面， 采用合金钢刀具对非晶材料切割的过程中，材料本身会受到切割刀具的机械力作用而在材料内部产生内应力，导致该材料的导磁低损耗特性受到破坏。目前所有生产商的加工技术均采用合金钢刀具直接常温切割的方法和装备。非晶合金材料作为一种高效节能导磁材料，其物理特性同传统硅钢片有显著不同，为获得良好的节能特性，在材料加工的技术要求上需要有与常规不同的特别方法。非晶合金材料由金属液体超高速冷却固化制成，其原子结构呈无序排列状态。因高速冷却的需要，材料的厚度极薄，约为传统硅钢片的十分之一， 所以一般制成品为带材。把带材制成非晶变压器用的非晶卷铁心，加工的首要过程是把带材在不损害材料性能的前提下高效切割分断，再组装成所需要的铁心形状。非晶带材的切割工艺主要牵涉到材料的四个关键特性，具体如下a.厚度非晶合金带材的厚度是0. 027mm，约是普通硅钢片的十分之一。一台非晶变压器使用的非晶铁心约有几万片非晶片组成，切割工作量很大，需要考虑多层同时切割等提高切割效率的方法。b硬度非晶材料的硬度远远高于普通硅钢片。用切割硅钢片的方法来切割非晶带材，切割刀具的磨损将放大到近百倍，即一副刀具，用来切割硅钢片，能切割一万次，如果用来切割非晶合金材料，则切割约一百次刀具会磨损报废。c.脆性与普通钢带材料具有韧性不同，非晶合金材料具有脆性的特征。在机械切割时，不适当的切割会导致非晶材料的碎裂。d.导磁性能的应力敏感性对于原子结构排列无序的非晶合金材料而言，机械切割过程中对材料施加的机械剪切力会在材料切断口附近产生机械应力，此应力会使得材料的导磁性能恶化。因此综合上述情况，亟待开发出新型的切割装置及新的切割方法，以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有技术中对非晶合金钢带进行切割所存在的上述问题，提供一种非晶合金钢带激光照射升温切割的方法和自动化装置。本专利技术设计非晶合金钢带激光照射升温切割的方法，其特征在于在切割刀具切割非晶合金钢带时，用激光照射切割点。其特征在于激光照射切割点的时间为小于0. 3秒，照射点的温温度在观0——320摄氏度。非晶合金钢带激光照射升温切割的自动化装置，包括若干个圆盘式料架、张力调整器、带料牵引装置、带料合成器、工作台、工作台后半部为自动叠料托台和自动翻转托板、工作台上的叠料纵横定位装置，其特征在于有一工作台，在工作台上固定有切割刀具，伺服电机由驱动装置连接切割刀具，在工作台上有激光照射器，光照射器由光机联动装置驱动， 在激光照射点处安装有光敏传感器和温度传感器。本专利技术的优点是同传统切割方法相比， 具有三大显著优点a.全自动化，提高切割工作效率数十倍以上。b.切割刀具磨损率大幅度下降，刀具切割寿命(次数)增加几十倍。c.产品性能受损率极低。原切割方法受切割应力影响一般使得材料低损耗性能损失约12%，本专利技术装置的材料性能损失不超过2%。附图说明附图为本专利技术的结构示意图，下面结合附图和实施例对本专利技术作详细说明，具体实施例方式其特征在于在切割刀具切割非晶合金钢带时，用激光照射切割点。其特征在于 激光照射切割点的时间为小于0. 3秒，照射点的温温度在观0——320摄氏度。非晶合金钢带激光照射升温切割的自动化装置，图中包括若干个圆盘式料架1、张力调整器2、带料牵引装置3、带料合成器14、工作台4、工作台后半部为自动叠料托台5和自动翻转托板6、 工作台上的叠料纵横定位装置7，其特征在于有一工作台，在工作台上固定有切割刀具8， 伺服电机9由驱动装置10连接切割刀具，在工作台上有激光照射器11，激光照射器由光机联动装置12驱动，在激光照射点处安装有光敏传感器(图中未画)和温度传感器(图中未画)。通过对非晶合金材料在各种温度条件下各类性能的测试和研究，我们发现，在几百度的高温状态下，非晶合金材料的物理特性有显著变化。首先，硬度降低，在高温状态下原子的热运动加剧，此时施加剪切力非常容易切断材料。其次，高温状态下，材料的韧性增加，不容易产生材料的破裂。最后，我们发现，在高温状态下对材料施加的机械力，在材料切断口附近产生的内应力显著减小，对材料的导磁性能的负面影响最小。上述的测试和研究结果告诉我们，如果能在高温状态下切割非晶合金材料，能获得极佳的加工特性，在充分提高切割效率的同时，能大大延长切割刀具的使用寿命，降低加工成本。尤其重要的是，在切割完成后我们还能维持最佳的材料性能。我们设计通过激光照射的方式对非晶合金材料切断口附近局部区域进行短时适当强度的照射而获得材料局部范围内的短时高温状态，高温的维持时间能满足刀具单次切割花费的时间，一般不会超过0. 3秒。局部小范围内的高温温度一般控制在摄氏300度左右。此温度不能过高，当温度超过材料的晶化温度时，材料会失去非晶状态而成为晶体材料而被毁。一般用于电力变压器的非晶合金材料的晶化温度约在摄氏500度左右，300度左右的加工温度相对安全。当本专利技术装置用于切割其他品种的非晶合金时，应按照所切割非晶材料的晶化温度值调整切割升温温度。本专利技术以此为理论依据，确定了各加工环节的技术方法a.短时高温获得的方法装备激光发生器，将激光直接照射到非晶合金材料的切断线。b.激光照射和刀具切割的同时性安设光敏传感器和温度传感器，通过光机联动装置驱动的方式，由伺服电机由驱动装置驱动切割刀具，确保在短时高温状态下完成机械切割。c.多层切割为提高切割效率，设置多层切割模式。不同层材料同时切割时需要调整激光照射参数，此参数通过控制单元自由设定。d.全自动化本专利技术装置按全自动化要求设计，材料的切割长度由控制单元输入非晶铁心外形参数后自动计算，不同长度的需求由控制电机自动执行；切割完成后的不同长度的带材由自动叠料系统自动叠堆成预期形状。e.材料定位控制整个带材13的运动过程由材料牵引系统控制和定位。f.内嵌式可编程软件本专利技术装置配备微机控制，其内嵌的可编程软件形成开放性系统，允许针对不同物理特性的非晶材料、不同切割能力的刀具、不同尺寸的非晶带材随时输入和修正各类参数。本专利技术装置的使用方法如下a.将盘状的原材料(非晶合金带材)安置在圆盘式料架上。b.按需把各料盘上的非晶带材通过张力调整器集中到带料合成器。c.按需将非晶铁心参数和非晶带材牌号通过控制屏软键盘输入到控制器中。d.启动装置，带材将被牵引系统自动牵引到刀具切割位置，接受短时激光照射后被刀具机械切断。e.切断后的带材由自动翻转托板转移到软件设定的合适位置自动卸下到自动叠料托台，自动叠料托台会按软件预设的周期移动叠放完成的堆料，接受下一次叠料。本专利技术装置的使用中，允许接受各类非晶合金材料，在将材料特性和切割层数输入控制器后，设备将自动调节激光照射时间和切割间隔。整个切割过程不需人工，全自动化执行。本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．非晶合金钢带激光照射升温切割的方法，其特征在于：在切割刀具切割非晶合金钢带时，用激光照射切割点。
【技术特征摘要】
1.非晶合金钢带激光照射升温切割的方法，其特征在于在切割刀具切割非晶合金钢带时，用激光照射切割点。2.按权利要求1所述的非晶合金钢带激光照射升温切割的方法，其特征在于激光照射切割点的时间为小于0. 3秒，照射点的温温度在观0——320摄氏度。3.非晶合金钢带激光照射升温切割的自动化装置，包括若干个圆盘...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡雄文，
申请(专利权)人：上海休伯康特能源设备有限公司，
类型：发明
国别省市：31
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