第一篇：汽油切割技術論文

汽油切割技術

【摘要】汽油切割機已通過原國家勞動部及機械工業部的安全鑒定。國家將淘汰乙炔,推廣使用該項節能環保型產品。該產品切割時燃燒性能良好,不掛渣、不用電、不加熱、不剩油、無回火現象、安全可靠、體積小、攜帶

【關鍵詞】 汽油切割，就近補給，安全

一概述

汽油切割機是利用氧氣和汽油通過割（烤）炬混合，充分燃燒形成的火焰所產生的高溫進行氣割和烘烤。適用于石油化工、建筑、造船、能源、機械、冶金和礦山等行業，特別適合冬季野（室）外及流動性作業和搶險、搶修任務。特別是汽油來源方便，使用普及和廣泛，便于就近補給，且價格優于乙炔、丙烷等工業切割氣體。汽油在常溫下為液態，儲存體積小，便于攜帶和運輸。所以，冬季施工、野（室）外作業，偏遠地區的運輸及來源和大量使用的成本有著乙炔和丙烷氣體無可比擬的成本優勢和適應性廣泛的優勢。

二性能及特點

汽油切割機是利用汽油的物理特性和化學性能研發的新型產品，根據汽油標號的不同，適用溫度從-35℃至35℃（都可以正常使用，適應環境溫度優于乙炔和丙烷氣體。汽油火焰溫度略低于乙炔，高于丙烷。

由于汽油具有一定的還原性，可以用于焊接不重要的低碳鋼、釬焊銅及鋁等有色金屬。

特別是汽油來源方便，使用普及和廣泛，便于就近補給，且價格優于乙炔、丙烷等工業切割氣體。汽油在常溫下為液態，儲存體積小，便于攜帶和運輸。所以，冬季施工、野（室）外作業，偏遠地區的運輸及來源和大量使用的成本有著乙炔和丙烷氣體無可比擬的成本優勢和適應性廣泛的優勢。QG4型汽油切割機系列產品在火焰調整不到位的情況下也可作業，方便多種搶修、搶險工作，爭取了救援時間。汽油的爆炸極限為1.4%-7.6%,乙炔的爆炸極限為2.5%-81%,丙烷的爆炸極限為2.2%-9.5%,所以使用汽油作為切割燃氣相對來說是安全的。

三產品組成QG4型系列汽油切割機采用射吸式（油罐無壓）原理工作，并可等壓、射吸兩用。由專用汽油切割炬（或烤炬）、耐油輸油膠管（或PU管）、汽油儲罐、氧氣膠管，氧氣瓶等組成（圖。1）

圖1：手動汽油切割機系統構成四技術參數

表一30型割嘴性能參數表

表二100型割嘴性能參數表

表三300型割嘴性能參數表

注：表中數據的切割條件

1、氧氣純度≥99.5%

2、被切割鋼材含碳量≤0.45%

3、氧氣壓力為指定割炬的入口壓力

五操作方法

1．準備工作

將儲油罐和氧氣瓶放置平穩，間距10m（如場地有限，可放寬至5m，并通風良好），將輸油管和氧氣膠管理順平直（圖2），不得出現折彎。視被切工件厚度、形狀、材質選擇合適型號的割炬和割嘴，按（圖1）形式連接好，并安裝緊固，關閉調節閥，擰緊所有連接螺母和螺絲（釘）。

圖2：理順管路

旋開注油口（圖3），注入70#～97#潔凈的普通車用汽油（圖4），圖3：旋開注油口圖4：注油

超過罐內容積2/3以上。（無壓使用時可以加滿罐體，但嚴禁溢出；加壓使用時罐內應留有壓加空間。）再將泄壓閥及罐體上所有閥門旋緊，使罐體內部處于密封狀態。檢查油路每個聯接處是否擰緊，密封可靠（不然影響射吸力，割炬無法正常工作）。利用打氣筒向罐體內加壓至0.05～0.09Mpa后開啟油罐出油閥（此時割（烤）炬的汽油調節閥一定要處于關閉狀態）。打開氧氣通路，定壓至參數規定壓力或經驗壓力。將割（烤）炬豎起并略微高舉（如圖：5）

圖5：整體油路排氣

（半自動割炬應將割炬上的輸油膠管理順，并形成割炬主體部分高，分配器部分低的傾斜狀態。注意：割炬各部油路接頭的進口處必須面向地面，以便管路內的空氣排出。），然后打開割（烤）炬上的預熱氧調節閥使預熱氧流出量較大一些，再打開炬上的汽油調節閥，待割嘴處均勻地噴出油霧后，依次關閉汽油調節閥及預熱氧調節閥，整體油路排氣完畢。再檢查油路和氣路有無泄漏、滲油現象。如有，請處理后再點火，不然有發生危險的可能并影響切割工藝實施。

將工件表面上的油、水、銹及影響切割的污物清理干凈，就可以準備實行切割了。

2.1手動割炬點火及調火

（1）無壓方式：(將油罐上的泄壓閥旋松，見氣壓表歸“0”即可。使用過程中注油口蓋（泄壓閥）可以關閉，但不得旋緊，罐體內部必須與大氣相通。)

首先緩慢旋開預熱氧調節閥，噴出適量氧氣，用明火等在割嘴側面，然后旋開汽油調節閥（與乙炔、丙烷火焰點燃方法基本相同），點燃。然后預熱——將火焰盡可能調小，能夠維持燃燒預熱即可(如圖6)。

圖6：割嘴預熱，圖7：正常使用時的火焰

注意：預熱氧氣調節閥可控制整體火焰的大小。如需將火焰調至預熱狀態（小火）需將汽油調節稍大些，再利用調小預熱氧氣調節閥得到。此狀態火焰保持幾秒，以便預熱。一般夏季約3-5秒，冬季約5-10秒,割嘴端部必須有一定溫度(使用時，割炬頭部在50—60℃屬正常現象)，可視當時環境溫度適當增減預熱時間，然后調大預熱氧調節閥至火焰的焰心出割嘴3～5mm左右，停止調節(如調大預熱氧時整體火焰出現“紅火”應在此火焰基礎上調小汽油調節閥，使“紅火”消失。)。此時,火焰焰心應呈明亮狀態。若不“明亮”，可在此火焰基礎上稍稍調大汽油調

節閥至火焰焰心明亮。火焰無偏斜、無紊流，清晰而且較長，燃燒穩定，這時我們就已經獲得了良好的切割火焰（如圖7）。

（2）加壓方式：(整體油路排氣后，不必將油罐泄壓。油罐上的氣壓表在0.05Mpa時，可連續使用6～10小時左右。)

具體調節理論與無壓式相同，但方法略有差異。應注意：預熱氧氣調節閥不可控制整體火焰的大小。點火時應盡量小開預熱氧氣（割嘴處有氣流,流出即可.），然后用明火等在割嘴側面，并緩慢旋開汽油調節閥直至火焰點燃。此時，用預熱氧氣作為“定量”（不調節），調節汽油調節閥獲得預熱狀態的火焰（小火）(如圖6)。燃燒片刻后，先加油，后加預熱氧氣，交替調節將火焰的焰心調出割嘴3～5mm左右，且發“白”發“亮”，即可（如圖7）。

2.2半自動（小車及仿形）割炬的點火及調火 同手動割炬操作方法 2.3烤炬的點火及調火

烤炬與割炬調節方法基本相同，但也略有差異。首先氧氣減壓器的調節輸出壓力不能低于0.5Mpa（氧氣壓力過低，有可能在點火時損壞烤嘴）。點火時預熱氧氣閥開啟要大一些，然后開啟汽油調節閥，待烤嘴噴出油霧后再點燃。點燃后稍收一點汽油調節閥（以不出大“紅火”為宜），等待3-5秒左右，加大預熱氧氣閥及汽油調節閥的調節量，將火焰焰心調出烤嘴20mm左右，焰心明亮即可。

3．切割（加熱）

汽油切割（加熱）與乙炔和丙烷等切割（加熱）方法相同：切割時將被切割工件起割處預熱至燃燒溫度，迅速旋開切割氧氣調節閥進行氣割；加熱時將火焰調好直接對工件進行加熱。

4．熄火

切割（加熱）終了，熄火時割炬先關閉切割氧調節閥，次關汽油調節閥，待火焰完全熄滅后再關閉預熱氧調節閥;烤炬只需先關汽油調節閥，待火焰完全熄滅后再關閉預熱氧調節閥.每次工作結束后應將輸油管內的汽油導回油罐內（加壓使用時應先泄掉罐內壓力再回油），并關閉油路開關，出油閥門，旋緊注油口和氧氣瓶閥，卸下氧氣減壓器和割炬。

六安全及注意事項

氣割作業是明火操作，汽油泄漏或操作不當容易發生事故，因此有關人員必須重視安全生產，制訂并嚴格執行安全操作規程。

1． 操作人員應熟知汽油和氧氣的安全使用常識，特別是防火防爆的有關規定，不得在通風不良的室內操作和存放氧氣瓶和儲油罐。

2． 安全閥出廠時已調試好。切勿亂調自行拆卸。

3． 工作場地：儲油罐應放在遠高火源及氧氣瓶10米以外的地方，并注意勿使汽油膠管和氧氣膠管沾上油脂或觸及紅熱的工件（鋼板）。

4． 每天工作時，在連接汽油管之前，要先檢查割（烤）炬的射吸力。方法是：只接上氧氣膠管，打開割（烤）炬上的預熱氧閥與汽油調節閥。將手指放在炬的汽油進口處，如感到有吸力則表明射吸力良好。反之，證明割（烤）炬無射吸力，需要維修，不可繼續勉強作業，以防發生事故；接上汽油管路并排清空氣后還應仔細檢查儲油罐各接頭、閥門及汽油膠管、氧氣接頭、氧氣膠管和割

（烤）炬有無滲油、漏氣、破損等現象，如有應及時處理，不可繼續勉強作業，以防發生事故。

5． 汽油膠管和氧氣膠管在使用中應避免用力拉址、重物碾壓，如發現有龜裂、鼓包、變軟或硬化現象，應立即更換或處理后方可使用。

6． 工作完畢應將每個閥門全部關閉，把割（烤）炬中可能存有的少量余油空出并甩凈，擦試干凈后將割炬與膠管一起掛起來或放在適當的箱架上妥善保管，以備下次使用。

7． 嚴禁對儲油罐進行任何方式的加熱、烘烤及破壞。

8． 所用汽油必須潔凈（防止堵塞油路，若被堵塞應及時清理）。禁用含水汽油及汽油以外的任何燃料。

9． 割（烤）炬在運輸及保管中應輕拿輕放，并放在沒有油漬及干燥的地方。割炬和各通道及接頭、附件等嚴禁沾上油漬，以防止油氧反應，發生燃燒或爆炸。

10割嘴配合面不得磕碰，防止密封不嚴、滲漏、影響使用。

11如發生回火時應立即關閉汽油調節閥，再關預熱氧氣閥，這樣回火在割嘴中很快就會熄滅，稍等片刻再打開預熱氧閥和高壓氧閥吹出余焰和碳質微粒及加快割炬的冷卻速度。重新點火前必須查明回火原因后再進行。

12準將燃燒的割炬隨意放在工件上或地上。

13止用手或其他物品堵塞割炬嘴，以免氧氣倒流入供油系統，造成氣阻或發生危險事故。

七結束語

改該產品的廣泛應用，勢必為國家節約大量的電能資源，直接減少乙炔對自然環境的污染，本產品應用過程中，不產生殘油和黑煙等有害物質，對環境不造成污染危害，可謂是功在當代，利在千秋。

第二篇：激光切割技術

激光切割技術

1.激光切割技術基本概念

激光切割是利用高能量密度的激光束作為“切割工具”對材料進行熱切割的一種材料加工方式，是激光加工行業中最重要的一項應用技術。1971年用CO2激光切割包裝用夾板，首次開辟了激光切割在工業領域中的應用。隨著激光切割設備的不斷更新和切割工藝的日益先進，激光切割技術可實現各種金屬，非金屬板材及眾多復雜零件的切割，在汽車工業，航空航天，國防等領域獲得了廣泛應用。

2.激光切割技術基本原理和分類

2.1 激光切割技術基本原理

在激光束能量作用下，材料表面被迅速加熱到幾千至上萬度而熔化或氣化，隨著氣化物逸出和熔融物體被輔助高壓氣體吹走，達到切割材料的目的。脈沖激光適用于金屬材料，連續激光適用于非金屬材料。

2.2激光切割技術的分類

激光切割可分為：激光氣化切割，激光熔化切割，激光氧化切割和激光劃片與控制斷裂四類。

（1）激光氣化切割：利用高能量密度的激光束加熱工件，使溫度迅速上升，在非常短的時間內達到材料的沸點，材料開始氣化，形成蒸氣。這些蒸氣的噴出速度很大，在蒸氣噴出的同時，在材料上形成切口。材料的氣化熱很大，所以激光氣化切割時需要很大的功率和功率密度。激光氣化切割多用于極薄金屬材料和非金屬材料的切割。

（2）激光熔化切割：激光加熱使金屬材料熔化，然后通過與光束同軸的噴嘴吹非氧化性氣體，依靠氣體的強大壓力使液態金屬排出，形成切口。激光熔化切割不需要使金屬完全氣化，所需能量只有氣化切割的1/10。激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金屬的切割，如不銹鋼，鈦，鋁及其合金等。

（3）激光氧化切割：原理類似于氧-乙炔切割。是用激光作為預熱熱源，用氧氣等活性氣體作為切割氣體。噴吹出的氣體與切割金屬發生作用，發生氧化反應，放出大量的氧化熱；另一方面把熔融的氧化物和熔化物從反應區吹出，在金屬中形成切口。由于切割過程中的氧化反應產生了大量的熱，所以激光氧化切割所需要的能量只是熔化切割的1/2，而切割速度遠遠大于激光氣化切割和熔化切割。激光氧化切割主要用于碳鋼，鈦鋼以及熱處理等易氧化的金屬材料。

(4)激光劃片與斷裂控制：激光劃片是利用高能量密度的激光束在脆性材料的表面進行掃描，使材料受熱蒸發出一條小槽，然后施加一定的壓力，脆性材料就會沿小槽處裂開。激光劃片用的激光器一般為Q開關激光器和CO2激光器。斷裂控制是利用激光刻槽時所產生的陡峭的溫度分布，在脆性材料中產生局部熱應力，使材料沿小槽斷開。

3.激光切割的工藝特點和應用范圍

3.1 激光切割工藝特點

（1）切割質量好，精細

由于激光光斑小，激光切割切口細窄，切割表面光潔，熱影響區寬度很小，變形小，切割零件的尺寸精度可達±0.05mm，表面粗糙度只有幾十微米，甚至激光切割可以作為最后一道工序。

（2）切割效率高

由于激光的傳輸特性，激光切割機上一般配有數控工作臺，整個切割過程可全部實現數控。操作時，只需改變數控程序，就可適用不同形狀零件的切割，既可進行二維切割，又可實現三位切割。材料在激光切割時不需要裝夾固定，既可節省工裝夾具，又節省了上，下料的時間。

（3）非接觸式切割

激光切割時割炬與工件無接觸，不存在工具的磨損。加工不同形狀的零件，不需要更換“刀具”，只需要改變激光器的輸出參數。激光切割過程噪聲低，振動小，無污染。

（4）切割材料的種類多

激光切割材料包括金屬，非金屬，金屬基和非金屬基復合材料，皮革，木材及纖維等。對于不同的材料，由于自身的熱物理性能及對激光的吸收率不同，表現出不同的激光切割適應性。

（5）缺點：激光切割由于受激光器功率和設備體積的限制，激光切割只能切割中、小厚度的板材和管材，而且隨著工件厚度的增加，切割速度明顯下降。

3.2 激光切割的應用

在材料方面受激光器功率和設備體積的限制，激光切割只能切割中，小厚度的板材和管材，而且隨著工件厚度的增加，切割速度明顯下降。激光切割設備費用高，一次性投資大。大多數激光切割機都由數控程序進行控制操作或做成切割機器人。激光切割作為一種精密的加工方法，幾乎可以切割所有的材料，包括薄金屬板的二維切割或三維切割。

在汽車制造領域，小汽車頂窗等空間曲線的切割技術都已經獲得廣泛應用。德國大眾汽車公司用功率為500W的激光器切割形狀復雜的車身薄板及各種曲面件。在航空航天領域，激光切割技術主要用于特種航空材料的切割，如鈦合金、鋁合金、鎳合金、鉻合金、不銹鋼、氧化鈹、復合材料、塑料、陶瓷及石英等。用激光切割加工的航空航天零部件有發動機火焰筒、鈦合金薄壁機匣、飛機框架、鈦合金蒙皮、機翼長桁、尾翼壁板、直升機主旋翼、航天飛機陶瓷隔熱瓦等。

激光切割成形技術在非金屬材料領域也有著較為廣泛的應用。不僅可以切割硬度高、脆性大的材料，如氮化硅、陶瓷、石英等；還能切割加工柔性材料，如布料、紙張、塑料板、橡膠等，如用激光進行服裝剪裁，可節約衣料10%～12%，提高功效3倍以上。

適合采用CO2激光切割的產品大體上可歸納為三類：

第一類：從技術經濟角度不宜制造模具的金屬鈑金件，特別是輪廓形狀復雜，批量不大,一般厚度；12mm的低碳鋼、；6mm厚的不銹鋼，以節省制造模具的成本與周期。已采用的典型產品有：自動電梯結構件、升降電梯面板、機床及糧食機械外罩、各種電氣柜、開關柜、紡織機械零件、工程機械結構件、大電機硅鋼片等。

第二類：裝飾、廣告、服務行業用的不銹鋼（一般厚度3mm）或非金屬材料（一般厚度20mm）的圖案、標記、字體等。如藝術照相冊的圖案，公司、單位、賓館、商場的標記，車站、碼頭、公共場所的中英文字體。

第三類：要求均勻切縫的特殊零件。最廣泛應用的典型零件是包裝印刷行業用的模切版，它要求在20mm厚的木模板上切出縫寬為0.7~0.8mm的槽，然后在槽中鑲嵌刀片。使用時裝在模切機上，切下各種已印刷好圖形的包裝盒。國內近幾年來應用的一個新領域是石油篩縫管。為了擋住泥沙進入抽油泵，在壁厚為6~9mm的合金鋼管上切出0.3mm寬的均勻切縫，起割穿孔處小孔直徑不能大于0.3mm，切割技術難度大，已有不少單位投入生產。

4.激光切割工藝參數與質量評定

4.1激光切割工藝參數

（1）光束橫模

① 基模 又稱為高斯模，是切割最理想的模式，主要出現在功率小于1kw的激光器。② 低階模 與基模比較接近，主要出現在1-2kw的中功率激光器。③ 多模 是高階模的混合，出現在功率大與3kw的激光器（2）激光功率

激光切割所需要的激光功率主要取決于切割類型以及被切割材料的性質。氣化切割所需要的激光功率最大，熔化切割次之，氧氣切割最小。激光功率對切割厚度、切割速度和切口寬度等有很大影響。一般激光功率增大，所能切割材料的厚度也增加，切割速度加快，切口寬度也有所加大。

（3）焦點位置

離焦量對切口寬度和切割深度影響較大。一般選擇焦點位于材料表面下方約1/3板厚處，切割深度最大，切口寬度最小。

（4）焦點深度

切割較厚板時，應采用焦點深度大的光束，以獲得垂直度較好的切割面。但焦點深度大，光斑直徑也增大，功率密度隨之減小，使切割速度降低。若要保持一定的切割速度，則需要增大激光的功率；切割薄板宜采用較小的焦點深度，這樣光斑直徑小，功率密度高，切割速度加快。

（5）切割速度

切割速度直接影響切口寬度和切口表面粗糙度。對于不同材料的板厚，不同的切割氣體壓力，切割速度有一個最佳值，這個最佳值約為最大切割速度的80%。

（6）輔助氣體的種類和壓力

切割低碳鋼較多采用氧氣作輔助氣體，以利用鐵-氧燃燒反應熱促進切割過程，而且切割速度快，切口質量好，可以獲得無掛渣的切口。切割不銹鋼時，常采用O2+N2混合氣體或雙層氣流，單用氧氣在切口底邊會發生掛渣。氣體壓力增大，動量增加，排渣能力增強，因此可以使無掛渣的切割速度增加。

氧氣純度對切割速度有一定的影響，研究表明，氧氣純度降低2%，切割速度就會降低50%。

噴嘴形狀也影響激光切割質量和效率。不同切割機采用不同形狀的噴嘴。

4.2激光切割質量評定

與其它常規加工方法相比，激光切割具有更大的適應性。首先，與其他熱切割方法相比，同樣作為熱切割過程，別的方法不能象激光束那樣作用于一個極小的區域，結果導致切口寬、熱影響區大和明顯的工件變形。激光能切割非金屬，而其它熱切割方法則不能。一般來說，激光切割質量可以由以下6個標準來衡量。（1）切割表面粗糙度RZ（2）切口掛渣尺寸（3）切邊垂直度和斜度u（4）切割邊緣圓角尺寸r（5）條紋后拖量n（6）平面度F 5.激光切割設備

激光切割設備與焊接設備基本類似，區別是焊接需要使用激光焊槍，而切割使用激光割炬。激光切割大都采用CO2激光切割設備，主要由激光器、導光系統、數控運動系統、割炬及抽煙系統組成。

激光器由激光電源提供高壓電源，產生的激光經反射鏡、導光系統把激光導向切割工件所需要的方向；數控運動系統主要用于調節割炬的移動方向，割炬與工件間的相對移動有三種情況。

① 割炬不動，工件通過工作臺運動，主要用于尺寸較小的工件。② 工件不動割炬移動 ③ 割炬和工作臺同時運動。

割炬主要包括槍體、聚焦透鏡和輔助氣體噴嘴等零件。激光切割時，割炬必須滿足下列要求。

④ 能夠噴射出足夠的氣流。

⑤ 割炬內氣體的噴射方向必須和反射鏡的光軸同軸。⑥ 割炬的焦距能夠方便調節。

⑦ 切割時，保證金屬蒸汽和切割金屬的飛濺不會損傷反射鏡。

激光切割時，要求激光器輸出的光束經聚焦后的光斑直徑最小，功率密度最高。噴嘴用于向切割區噴射輔助氣體，其結構形狀對切割效率和質量有一定影響。噴孔的形狀有圓柱形、錐形、和縮放形等。一般根據切割工件的材質、厚度、輔助氣體壓力等經試驗后確定。

6.激光切割的應用實例

6.1布料激光切割

制衣行業中使用的服裝布料激光切割機打破了傳統手工和電剪速度慢和難以排版,充分解決了效率達不到和浪費材料的難題.速度快，操作簡單，只需把所要裁剪的圖形及尺寸輸入到電腦，機械就會把整張的材料裁剪成您所需要的成品，不用刀具、不需要模具，利用激光實現非接觸式加工，簡便快速。布料激光切割機與傳統的切割方式相比不僅價格低,消耗低.操作更方便，效果更好，并且因為激光加工對工件沒有機械壓力,所以切割出來產品的效果,精度以及切割速度都非常良好.并且還具有操作安全,維修簡單等特點.可連續24小時工作。

用于皮革、箱包企業及皮鞋、鞋材生產企業的激光切割雕刻機, 集切割、雕刻和鏤空于一身，適用各種皮革料的加工：高檔鞋材、皮包、皮衣切割特殊形狀，無毛邊，尺寸標準，誤差小（±0.1mm），效果柔軟，無高周波或刀模切壓的生硬感。另可于皮革上刻畫特別效果或圖案，使成品更顯精細及別具創意。

6.2激光切割在飾品中的應用

飾品加工是一門對比特殊的職業，由于主要是針對一些稀有的貴金屬的加工改造，所以對加工改造的設備要求十分的高。可是這對小型激光切開機來說，確是一個十分好的機會，它極好的處理了加工飾品中的一些難題，并且受到了各個廠家的熱捧。

運用小型激光切割機加工飾品在不需開模的情況下，就可以直接加工出想要的商品，并且精度十分的高，加工時刻只需要短短的幾分鐘就可以。不僅縮短了加工時刻，還降低了成本。

6.3激光切割在眼鏡行業中的應用

以往眼鏡行業主要利用模具做鏡框，不同樣式需要做不同模具，所需成本高，效率低。直到激光切割機投入后，開發新的款式只需在軟件上呈現，速度快、精度大，特別適合小量、多款式的生產模式。甚至可以做到一臺光纖激光切割機能夠快速加工出了不同款式的眼框，為個性定制眼鏡解決后顧之憂。

除此之外，激光切割機能夠在板材上任意的設計圖形，速度快，精度高，一次成型，無需后續處理，比傳統切割設備快十幾倍，極大的提高加工效率，可視排料，緊密貼合，節省材料。先進的工藝可提高眼鏡廠家的新產品開發速度，能夠快速收回設備投資成本。眼鏡專用激光切割機能在板材上切割任意的設計圖形，速度快，精度高，一次成型，無需后續處理，比線切割快十幾倍，極大的提高加工效率，可視排料，緊密貼合，節省材料。先進的工藝可提高貴公司的新產品開發速度，最快為您收回設備投資成本。一機多用，既能滿足客戶對平板的切割要求，也能滿足管圓及異形材料（方鋼、扁鐵、槽鋼、方管）的切割。

6.4激光雕刻

使用激光雕刻和切割，過程非常簡單，如同使用電腦和打印機在紙張上打印。您可以在Win98/Win2000/WinXP環境下利用多種圖形處理軟件，如CorelDraw等進行設計，掃描的圖形，矢量化的圖文及多種CAD文件都可輕松地“打印”到雕刻機中。唯一的不同之處是，打印將墨粉涂到紙張上，而激光雕刻是將激光射到木制品、壓克力、塑料板、金屬板、石材等幾乎所有的材料之上。

7.參考文獻

[1] 李亞江，王娟等編著.特種焊接技術及應用.北京：化學工業出版社，2014.[2] 關橋.高能束流加工技術—先進制造技術發展的重要方向.航空制造技術，1995.

第三篇：合成汽油論文

汽油是一種重要的液體燃料，它與人們的日常生活以及許多生產行業都息息相關。可以想象在目前沒有更好的新能源來代替汽油時，一旦沒有了汽油將會給世界帶來巨大的麻煩。因為汽油如此重要，所以汽油的生產也就有重大意義。下面介紹一些汽油的基礎知識、汽油生產工藝及生產過程中關于催化劑部分的內容。

1.關于汽油

（1）汽油的定義：外觀為透明液體，主要成分為C4～C12脂肪烴和環烴類，并含少量芳香烴和硫化物。按研究法辛烷值分為90號、93號、97號三個牌號。（2）汽油的用途：根據用途可分為航空汽油、車用汽油、溶劑汽油等三大類。主要用作汽油機的燃料。廣泛用于汽車、摩托車、快艇、直升飛機、農林業用飛機等。溶劑汽油則用于橡膠、油漆、油脂、香料等工業。汽油還可以溶解油污等水無法溶解的物質。可以起到清潔油污的作用。汽油作為有機溶液，還可以做為萃取劑使用。2.汽油的生產工藝

原油經過常壓或減壓蒸餾可得到10 40的輕質油品，只經過一次加工的直餾汽油不能滿足市場的需求，需要二次加工以提高其質量。二次加工工藝很多，如催化裂化、催化重整、催化加氫、焦化、減粘裂化烷基化等。下面簡單介紹一下催化裂化工藝。

（1）催化裂化及其反應器（工業型式）

催化裂化，是指在裂解反應時采用了催化劑的裂化工藝。催化裂化一般使用重質燃料油（如減壓餾分油、焦化餾分油等）為原料，生產航空汽油時多以柴油餾分為原料。

催化裂化時，原料油是在500℃左右及0.2～0.4Mpa進行。在催化裂化條件下，烴類進行的反應不只是裂化一種反應，不但有大分子裂化成為小分子，而且也有小分子縮合成大分子的反應。同時，還進行異構化、芳烴化、氫轉移等反應。在這些反應中，裂化是最主要的反應。

催化裂化是原料油在催化劑上進行的，一一方面通過裂解等反應生成汽油；另一方面縮合成焦炭。焦炭會使催化劑活性降低，必須除去。用空氣燒去催化劑表面上積累的焦炭的過程為催化劑的再生。在一個催化裂化裝置中，催化劑不斷地進行反應和再生是催化裂化的一個特點。

催化反應是吸熱反應，再生反應是放熱反應。為了維持一定溫度條件，必須解決周期性地進行反應和再生，供熱和取熱的問題，即在反應是向裝置供熱，再生時從裝置中取走熱量。工業催化裂化裝置分為固定床、流化床、移動床和提升管四種型式。

固定床和移動床由于設備結構復雜，消耗鋼材多等問題，目前已淘汰或很少應用。流化床結構簡單，生產能力強，適合連續生產，目前廣泛采用。20世紀60年代，出現了一種分子篩催化劑，促進了流化床的改進，發展出了提升管反應器。用提升管大大減小了二次反應，提高了輕質油的收率。（2）催化裂化工藝流程

圖為高低并列式提升管催化裂化裝置的工藝流程。由三部分組成：反應——再生系統、分餾系統和吸收穩定系統。

a.反應——再生系統

新鮮原料油經換熱后與回煉油進行混合，經加熱爐加熱到200～400℃后至提升管反應器下部的噴嘴。原料油用蒸汽霧化并噴入提升管內，與來自再生器的高溫催化劑（約600～750℃）接觸，油霧迅速汽化并進行反應，反應產物攜帶者催化劑上升，在反應器內呈流化狀態。油氣在反應器內停留時間很短（1～4s），減少了二次反應。反應產物油氣夾帶的催化劑經沉降器后，由于沉降器直徑增大，使油氣流速下降，其夾帶的催化劑散落下來，油氣再經旋風分離器分離出夾帶的催化劑，離開反應器去分餾塔。

帶有積炭的催化劑由沉降器落入汽提段。汽提段內裝有幾層人字形擋板，在其底部能通入過熱水蒸氣，將待生催化劑上的油氣置換而返回上部，催化劑經汽提后再由待生斜管進入再生器。

再生器的主要作用是用空氣燒去催化劑上的積炭，即恢復其活性。空氣由主風機供給。再生過程也是在流化狀態下進行，再生催化劑落入溢流管，再經再生斜管送回反應器循環使用。

再生產生的煙氣經旋風分離器分離出夾帶的催化劑后，經雙動滑閥排向大氣，因為再生煙氣中含有5%～10%的CO，有時設有CO鍋爐，利用再生煙氣來產生水蒸氣以回收能量。

催化劑在生產過程中會有損失或減少，需定期向反應器內補充或置換一定量的催化劑。為此，裝置內至少應設2個催化劑儲罐，供裝卸催化劑使用。b.分餾系統

由反應器來的反應油氣進入分餾塔的底部，在分餾塔分餾為幾個產品：塔頂為富氣（裂解氣）及粗汽油，側線有輕柴油、重柴油和回煉油，塔底產品是油漿。輕柴油與重柴油分別經汽提后，再經換熱冷卻后出裝置。回煉油進入回煉油罐后進入反應器中，再次裂化。塔底的油漿中含有催化劑粉末（>2g/L油），為了減少催化劑損失和提高輕質油收率，將部分油漿送回反應器再次裂化，部分冷卻后用于分餾塔下部進行循環，將進入分餾塔過熱油氣（460℃以上）冷卻到飽和狀態以避免催化劑粉末堵塞塔盤和便于分餾。裂化富氣及粗汽油送往吸收——穩定系統。典型的催化裂化分餾塔有4個循環回流取走塔內剩余熱量。一個頂循環回流，兩個中段循環回流，一個油漿循環回流。c.吸收——穩定系統

從分餾塔頂油氣分離器分離出的富氣中帶有汽油組分，而粗汽油中則溶解有氣態烴。吸收——穩定系統的作用就是將富氣分離為干氣（C2以下組分）和液化氣（C3、C4）以及將粗汽油中混入的少量氣體分出，生產蒸汽壓合格的穩定汽油。

3.催化劑以及其制備、使用（1）催化劑

在用提升管催化裂化裝置生產汽油時，使用的催化劑為分子篩，又稱沸石。它是具網狀結構的天然或人工合成的化學物質。分子篩是一種具有立方晶格的硅鋁酸鹽化合物，由于含有電價較低而離子半徑較大的金屬離子和化合態的水，水分子在加熱后連續地失去，但晶體骨架結構不變，形成了許多大小相同的空腔，空腔又有許多直徑相同的微孔相連，這些微小的孔穴直徑大小均勻，能把比孔道直徑小的分子吸附到孔穴的內部中來，而把比孔道大的分子排斥在外,因而能把形狀直徑大小不同的分子，極性程度不同的分子，沸點不同的分子，飽和程度不同的分子分離開來，即具有“篩分”分子的作用。分子篩種類很多，有3A分子篩，4A分子篩，10X分子篩等。(2)分子篩的制備

分子篩的制備方法有多種，如水熱合成法，水熱轉化法，離子交換法等等。下面簡單介紹一種制備分子篩的過程，包括兩個步驟。a.沸石礦物的合成

沸石礦物是通過水熱化學反應在一定的溫度和壓力下合成的．產品的性能取決于合成條件，下列因素將起主要作用：原料性能、組成及預處理；各組分配料比、混料方式、混合的均勻程度；溶液堿濃度；膠體低溫老化時間；導向荊／晶種；晶化溫度、壓力和時間。NaA102溶液和Na2Si03溶液是合成沸石的主要原料，兩者以不同比例混合．可得到化學成分和結構相差很大的沸石礦物。大多數沸石臺成工藝都引入晶種，晶種是控制沸石結晶過程最有效的手段。通過在溶液中引入11％ ～l5％左右的晶種．能夠使結晶度較高x型沸石的晶化時間縮短90％ 以上。NaAlO2和Na2SiO3溶液快速混合，在高速攪拌條件下得到溫度較低、成分均勻的混合料漿．將有利于提高沸石相的結晶度。b.分子篩成型

為了便于工業應用．合成沸石需要與一定比例的粘土礦物(10％ ～25％)混合，通過擠壓或成球作業制成條形或球形，再經干燥和活化焙燒過程得到分子篩產品。常用的粘土礦物有蒙脫石、高嶺石、累托石、凹凸棒石和海泡石。它們均屬于層狀硅鋁(鎂)酸鹽礦物，但化學成分和加熱脫水過程相差很大。在實際操作中．為了使分子篩的各種性能都比較理想，常選用兩種或更多粘土混合使用．以便發揮被此的優勢。（3）分子篩的使用

分子篩的質量評價應包括兩大方面：靜態／動態吸附性能和在使用過程中的再生能力。靜態性能包括機械性能(強度、磨耗)．顆粒形態、尺寸，平衡吸附容量．選擇催化／吸附性能；動態性能包括組分在分子篩內部和外部的擴散速度。再生能力包括再生條件和再生次數。大多數煉油工藝都采用Y型分子篩作催化荊，因催化荊的再生過程在高溫060℃)和高蒸汽壓條件下進行，對分子篩的熱穩定性和化學穩定性提出了苛刻的要求。在制備催化劑時，常通過離子交換操作將NaY型沸石轉化成各種型號的稀土Y分子篩。

4.催化劑存在的問題及開發方向(1)存在的問題

催化劑在使用時也存在許多問題，容易失活或中毒。在反應—再生過程中，裂化催化劑的活性和選擇性不斷下降，此現象稱為催化劑的失活。失活的原因主要有三種，分別為：

a.水熱失活 ：在高溫，特別是有水蒸氣存在的條件下，裂化催化劑的表面結構發生變化，比表面積減小、孔容減小，分子篩的晶體結構破壞，導致催化劑的活性和選擇性下降。

b．結焦失活：催化裂化反應生成的焦炭沉積在催化劑的表面上，覆蓋催化劑上的活性中心，使催化劑的活性和選擇性下降。

c．毒物引起的失活 ：裂化催化劑的毒物主要是某些金屬（鐵、鎳、銅、釩等重金屬及鈉）和堿性氮化合物。

催化劑失活后，可以通過再生而恢復由于結焦而喪失的活性，但不能恢復由于結構變化及金屬污染引起的失活。催化劑再生反應就是用空氣中的氧燒去沉積的焦炭。

（2）開發方向

a.分子篩晶粒不應提倡越小越好

分子篩粒度大小至少受下面條件的制約，首先結構穩定性要與特定反應再生環境相匹配，其次需考慮晶內還是外表面反應更利于改善產品選擇性。一味追求小晶粒可能要走向反面。在配制催化劑時，更應重視分子篩晶粒的分散。良好的分散技術，不僅可降低分子篩用量（降低制造成本），更重要的可以在指定反應中獲得優異的反應性能。

b.重視制造過程的綠色技術開發

在分子篩制造過程中排出大量的含硅、含有機氮化物和含鹽的母液，對周圍環境造成污染，應該非常重視減少排放技術的開發。一種方法可以以天然礦物直接作為高效合成分子篩的原材料，調整配方減少母液中的鹽含量。這種鹽含量低的母液 回收可以作為有機胺、堿和硅源重復回用；另一種方法可以綜合利用其它生產過程的副產物作為原材料，例如利用非晶雷尼鎳活化處理排出的廢液作為堿和鋁源，在實驗室已成功合成出高結晶度NaY分子篩。

這類綠色技術的開發既可以減少環境污染，也因為原材料便宜，晶化效率提高將會明顯降低分子篩制造成本，提高分子篩催化材料市場競爭能力。

c.特別注意新反應的開發 特別注意新反應的開發 除了繼續在煉油和石油化工催化過程進行改進研究外，目前國外已有不少著名的化學公司參與分子篩催化材料在精細化工品生產過程中的開發，例如環己酮氧化制環己酮肟、貝克曼重排制己內酰胺、環己烯水合制環己醇等。這些反應的工業化將會進一步產出經濟效益。從國內分子篩領域的研究力量投入看,放在分子篩合成比例過大,今后應加強新反應的探索。新材料只有在反應中或在新反應中顯示其突出的性能，才能創造經濟效應。

第四篇：激光切割技術介紹 及 發展 論文

激光切割技術及發展

作者：張莽 學號：200803050503（紅河學院 云南紅河哈尼族、彝族自治洲 661100）

摘要：激光切割技術廣泛應用于金屬和非金屬材料的加工中，可大大減少加工時間，降低加工成本，提高工件質量。由于它具備精密制造、柔性切割、異型加工、一次成形、速度快、效率高等優點，所以在工業生產中解決了許多常規方法無法解決的難題。激光能切割大多數金屬材料和非金屬材料。

關鍵詞：激光切割技術 應用 優缺點 發展現狀

Laser Cutting Technology and Development

Zhang Mang 200803050503(The HongHe University of Yunnan HongHe Hani Nationality, Yi Autonomous State 661100)Abstract: Laser cutting technology is widely used in metallic and nonmetallic material processing, can greatly reduce the processing time, reduce the processing cost and improve the quality.Because it has precision manufacturing, flexible cutting, the heterogeneous type processing, once shaping, speed and higher efficiency, so in industrial production in solving many conventional method can not solve the problem.Laser can cut most metal materials and nonmetal materials.Keywords: Laser cutting technology;Application;Advantages and Disadvantages;Development situation 引言

在五、六十年代作為板材下料切割的主要方法中：對于中厚板采用氧乙炔火焰切割；對于薄板采用剪床下料，成形復雜零件大批量的采用沖壓，單件的采用振動剪。七十年代后，為了改善和提高火焰切割的切口質量，又推廣了氧乙烷精密火焰切割和等離子切割。為了減少大型沖壓模具的制造周期，又發展了數控步沖與電加工技術。各種切割下料方法都有其有缺點，在工業生產中有一定的適用范圍。從二十世紀七十年代以來隨著CO2激光器及數控技術的不斷完善和發展，目前已成為工業上板材切割的一種先進的加工方法。1 激光切割的原理

在激光束能量作用下（氧助切割機制下，還要加上噴氧氣與到達燃點的金屬發生放熱反應放出的熱量），材料表面被迅速加熱到幾千乃至上萬度（℃）而熔化或氣化，隨著氣化物逸出和熔融物體被輔助高壓氣體（氧氣或氮氣等惰性氣體）吹走，切縫便產生了

[1]

。脈沖激光適用于金屬材料, 連續激光適用于非金屬材料,后者是激光切割技術的重要應用領域。與計算機控制的自動設備結合,激光束具有無限的仿形切割能力,切割軌跡修改方便通過預先在計算機內設計, 進行眾多復雜零件整張板排料,可實現多零件同時切割, 節省材料

[2]

。1 激光切割主要是CO2激光切割, 激光切割是用聚焦鏡將CO2激光束聚焦在材料表面使材料熔化, 同時用與激光束同軸的壓縮氣體吹走被熔化的材料, 并使CO2激光束與材料沿一定軌跡作相對運動, 從而形成一定形狀的切縫

[3]。

激光切割設備除具有一般機床所需有的支承構件、運動部件以及相應的運動控制裝置外，主要還應備有激光加工系統，它是由激光器、聚焦系統和電氣系統三部分組成的。其它有多腔吸塵系統、外光束傳輸件、冷卻器、和計算機編程硬件和軟件等輔助系統組成2 激光切割的優缺點

[4]。

2.1 激光切割技術比其他方法的明顯優點

（1）切割質量好。切口寬度窄（一般為0.1--0.5mm）、精度高（一般孔中心距誤差0.1--0.4mm，輪廓尺寸誤差0.1--0.5mm）、切口表面粗糙度好（一般Ra 為12.5--25μm），切縫一般不需要再加工即可焊接。

（2）切割速度快。例如采用2KW 激光功率，8mm 厚的碳鋼切割速度為1.6m/min；2mm 厚的不銹鋼切割速度為3.5m/min，熱影響區小，變形極小。

（3）清潔、安全、無污染。大大改善了操作人員的工作環境。當然就精度和切口表面粗糙度而言，CO2激光切割不可能超過電加工；就切割厚度而言難以達到火焰和等離子切割的水平。但是就以上顯著的優點足以證明：CO2激光切割已經和正在取代一部分傳統的切割工藝方法，特別是各種非金屬材料的切割。它是發展迅速，應用日益廣泛的一種先進加工方法。（4）非接觸式切割。激光切割時割炬與工件無接觸，不存在工具的磨損。加工不同形狀的零件，不需要更換“刀具”，只需改變激光器的輸出參數。激光切割過程噪聲低，振動小，無污染。

（5）切割材料的種類多。與氧乙炔切割和等離子切割比較，激光切割材料的種類多，包括金屬、非金屬、金屬基和非金屬基復合材料、皮革、木材及纖維等。但是對于不同的材料，由于自身的熱物理性能及對激光的吸收率不同，表現出不同的激光切割適應性2.2 激光切割的缺點

激光切割由于受激光器功率和設備體積的限制，激光切割只能切割中、小厚度的板材和管材，而且隨著工件厚度的增加，切割速度明顯下降。激光切割設備費用高，一次性投資大。3 激光切割的分類 3.1 激光氣化切割

利用高能量密度的激光束加熱工件，使溫度迅速上升，在非常短的時間內達到材料的沸點，材料開始汽化，形成蒸汽。這些蒸汽的噴出速度很大，在蒸汽噴出的同時，在材料上形成切口。材料的汽化熱一般很大，所以激光汽化切割時需要很大的功率和功率密度。激光汽化切割多用于極薄金屬材料和非金屬材料（如紙、布、木材、塑料和橡皮等）的切割。3.2 激光熔化切割

[5]

。激光熔化切割時，用激光加熱使金屬材料熔化，然后通過與光束同軸的噴嘴噴吹非氧化性氣體（Ar、He、N等），依靠氣體的強大壓力使液態金屬排出，形成切口。激光熔化切割不需要使金屬完全汽化，所需能量只有汽化切割的1/10。激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金屬的切割，如不銹鋼、鈦、鋁及其合金等。3.3 激光氧氣切割（氧化熔化切割）

激光氧氣切割原理類似于氧乙炔切割。它是用激光作為預熱熱源，用氧氣等活性氣體作為切割氣體。噴吹出的氣體一方面與切割金屬作用，發生氧化反應，放出大量的氧化熱；另一方面把熔融的氧化物和熔化物從反應區吹出，在金屬中形成切口。由于切割過程中的氧化反應產生了大量的熱，所以激光氧氣切割所需要的能量只是熔化切割的1/2，而切割速度遠遠大于激光汽化切割和熔化切割。激光氧氣切割主要用于碳鋼、鈦鋼以及熱處理鋼等易氧化的金屬材料。

3.4 激光劃片與控制斷裂

激光劃片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面進行掃描，使材料受熱蒸發出一條小槽，然后施加一定的壓力，脆性材料就會沿小槽裂開。激光劃片用的激光器一般為Q開關激光器和CO2激光器。控制斷裂是利用激光刻槽時所產生的陡峭的溫度分布，引起該區域大的熱梯度,在脆性材料中產生局部熱應力，導致嚴重的機械變形,使材料沿小槽斷開而形成裂縫。CO2激光切割的工業應用 4.1 激光切割機械的生產廠商

[6]

世界第一臺CO2激光切割機是二十世紀七十年代的誕生的。三十多年來，由于應用領域的不斷擴大，CO2激光切割機不斷改進，目前國際國內已有多家企業從事生產各種CO2激光切割機以滿足市場的需求，有二維平板切割機、三維空間曲線切割機、管子切割機等。國外知名企業有德國Trumpf 公司、意大利Prima 公司、瑞士Bystronic 公司、日本Amada 公司、MAZAK 公司、NTC 公司、澳大利亞HG Laser Lab 公司等。

目前國內能提供平板切割機的企業有上海團結普瑞瑪公司、沈陽普瑞瑪公司、濟南捷邁公司、武漢楚天公司等。根據美國激光工業應用權威雜志“Industrial Laser Solution”2000 報告統計：1999 年全世界共銷售的激光切割系統（主要是CO2激光切割系統）為3325 臺，共11.74 億美元。據不完全統計我國目前每年生產CO2激光切割機近100 臺，共1.5 億元人民幣。雖然我國激光切割的發展趨勢較快，但應用水平與發達國家相比差距較大。4.2 激光切割系統的銷售對象

[7]

CO2激光切割系統的購置著主要是兩類單位：一類是大中型制造企業，這些企業生產的產品中有大量板材需要下料、切料，并且具有較強的經濟和技術實力；另一類單位是加工站（國外稱Job Shop），加工站是專門對外承接激光加工業務的，自身無主導產品。它的存在 一方面可滿足一些中小企業加工的需要；一方面在初期對推廣應用激光切割技術起到宣傳示范的作用。1999 年美國全國共有激光加工站2700 家，其中51%從事激光切割工作。八十年代我國激光加工站主要從事激光熱處理工作，九十年代后，激光切割及攻站逐步增加。在此基礎上隨著我國大中型企業體制改革的深入和經濟實力的增強，越來越多的企業將采用激光切割技術。

從目前國內應用情況分析，激光切割廣泛應用于12mm 厚的低碳鋼板;6mm 厚的不銹鋼板及；20mm厚的非金屬材料。對于三維空間曲線的切割，在汽車、航空工業中也開始獲得了應用。

4.3 目前適合采用激光切割的產品分類

[8]

第一類：從技術經濟角度不宜制造模具的金屬鈑金件，特別是輪廓形狀復雜，批量不大，一般厚度;12mm的低碳鋼、；6mm 厚的不銹鋼，以節省制造模具的成本與周期。已采用的典型產品有：自動電梯結構件、升降電梯面板、機床及糧食機械外罩、各種電氣柜、開關柜、紡織機械零件、工程機械結構件、大電機硅鋼片等。

第二類：裝飾、廣告、服務行業用的不銹鋼（一般厚度3mm）或非金屬材料（一般厚度20mm）的圖案、標記、字體等。如藝術照相冊的圖案，公司、單位、賓館、商場的標記，車站、碼頭、公共場所的中英文字體。

第三類：要求均勻切縫的特殊零件。最廣泛應用的典型零件是包裝印刷行業用的模切版，它要求在20mm厚的木模板上切出縫寬為0.7~0.8mm 的槽，然后在槽中鑲嵌刀片。使用時裝在模切機上，切下各種已印刷好圖形的包裝盒。國內近年來應用的一個新領域是石油篩縫管。為了擋住泥沙進入抽油泵，在壁厚為6~9mm的合金鋼管上切出0.3mm 寬的均勻切縫，起割穿孔處小孔直徑不能0.3mm，切割技術難度大，已有不少單位投入生產。國外除上述應用外，還在不斷擴展其應用領域。5 我國激光產業的現狀

我國激光制造技術的應用研究水平和應用規模，與發達國家相比，差距很大。在產業方面，一些中、高檔激光產品及其材料、元器件仍然停留在開發階段，或尚未形成規模，高檔、高智能、高自動化的激光產品比較缺乏。不少激光加工應用在我國仍是空白或剛起步，如激光微加工、特種材料加工、激光納米加工以及飛秒激光加工等。國內工業激光企業的力量從技術、性能、資金、規模等比較弱小；企業的核心技術競爭力不足，“產品結構”趨同，以及缺少一些重大創新有自主知識產權的產品，是目前國內激光產業存在著的一個較為嚴重的問題。中國加入WTO后，進口激光產品的價格降低，使國產激光產品的市場份額、價格和利潤受到嚴重威脅。由于海外公司的紛紛涌人，人才競爭局面更趨激烈

[9]

。在激光加工應用推廣方面也有不少困難，例如，我國制造業中的很大一部份是組裝業，以國內現有的工業基礎很難對一些國外引進組裝機械中傳統工藝進行改造更新、采用諸如激光加工之類的新工 藝。激光加工是一門2l世紀發展極快的新制造技術，必將為我國傳統工業的技術改造，新興工業領域以及制造業的現代化提供先進的技術裝備。面對日益增長的巨大的激光加工應用市場和國際競爭新格局，中國的激光加工技術急需有一個大的突破，激光加工技術產業化急需有一個大的發展。這種狀況給國內從事激光、激光加工技術設備研發、生產的企業帶來極好機遇和挑戰6 結論

激光由于其眾多的優點，越來越受到人們的重視，因此大力發展激光產業，可以極大地帶動我國的生產力的進步，尤其是機械加工行業。伴隨著我國加入WT O, 中國潛在的巨大市場已向國外敞開, 國外激光廠商紛紛把目光聚焦于中國市場

[11][10]。

。中國激光產業將經歷一個嬗變的過程，我們必須采取切實有效的措施促進本國激光產業的發展。所以我們必須作好以下幾個方面的工作:（1）加強核心技術的培育。（2）加大人才的引進。（3）疏通融資渠道。（4）加強區域內同行業的聯盟。參考文獻

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第五篇：汽油發動機技術現狀及發展趨勢

汽油機控制技術發展現狀及趨勢分析

內燃機的發明，帶動了汽車的發展，給世人在“行”上帶來極大的便利，使得窨距離縮小，人們的工作速度得以提高。近年來隨著電子技術的發展，又使汽車發動機如虎添翼，成為高新技術的集成。

一、世界汽油機技術發展現狀

為了適應汽車對節油、環保、安全的需要，車用汽油機主要朝著更節油、更環保的方向發展，因此歐洲己執行歐Ⅳ標準。以下為國外在汽油機方面主要先進技術。

1．多氣門技術：每缸3-5個氣門（大多為4氣門），可提高功率，改善燃燒質量，如捷達王5氣門、豐田8A4氣門等。

2．雙頂置凸輪軸（D.HC）可提高轉速、提升可靠性。

3．可變氣門正時（VVT）：根據不同轉速調節氣門時，可節省燃油，改善排放，如本田VTEC、豐田VVT-i等。

4．汽油機增壓：可提高升功率，在排量不變的情況下，可提高功率，如帕薩特1.8T轎車。

5．可變進氣道長度（VIM）：在不同轉速下使用不同進氣道長度，保證在任何工況下都有較好的充氣效率，如奧迪A6。

6．停缸技術：在輸出功率減小時，使一部分氣缸停止工作，可節省燃油，如通用開拓者EXT 2005款有8個氣缸，需要時可使4個氣缸一停止工作。

7．全鋁發動機：使用鋁缸體、缸蓋、活塞等，可減小質量，節省燃油，如日本鈴木1.3L、1.4L汽油機。

8．智能驅動氣門（SVA）：取代傳統凸輪軸，每一個氣門挺桿上有一個獨立的驅動器，可以減少20%油耗及污染物，如：法國法雷奧公司已設計出樣機，2009年可大批量投產。9．可變壓縮比汽油機：將傳輸功率與壓縮比控制功能進行整合，壓縮比可變。2005年法國MCE-5公司己開發出樣機。

10．汽油機直噴（GDI）和稀薄燃燒技術：將高壓汽油直接噴射到氣缸內，周圍為稀薄混合氣，實現分層燃燒，可提高燃料經濟性，節油約20%，如豐田皇．冠3.0L V6汽油機（國產皇冠無GDI技術）。

11．可控燃燒速率系統（CBR）：兩個進氣道，有一個是切向進氣的，另一個是中性的。噴油器向兩個進氣道噴入等量的燃油。改變進氣口封閉控制閥的位置，可調節氣缸內空氣渦流強度和混合氣濃度，實現稀薄燃燒；

12．發動機控制用ECU已達32位，匹配參數超過6000個。

二、國內汽油機技術現狀及發展水平

我國早期汽油機大多是引進和測繪仿制產品，如：一汽解放載貨車用CA6102、BJ2020車用BN492Q、南汽輕型貨車用6427等。之后隨著中外合資企業的建立及技術引進，我國汽車行業已生產多種機型，例如：切諾基BJ498Q、BJ698Q（2.5L、4.0L）；桑塔納AEE（1.8L）；帕薩特AWL（1.8L）；北京現代伊蘭特B4GB（1.8L）；天津一汽夏利TJ376Q（LOL）；長安奧拓JL368Q（0.8L）；廣州豐田凱美瑞（豐田2.4L）；廣州本田雅閣（2.0L、2AL、3.0L）；廣州本田飛度（1.3L、1.5L）；東風日產（1.6L、1.8L、2.0L）；一汽轎車引進技術生產的克萊斯勒CA488（2.2L）；沈陽航天三菱引進的三菱4G63、4664（2.0、2.4L）和4669系列汽油機；東安動力引進的三菱4G1（1.3L、1.6L），4G9（1.8L、2.0L）;東風悅達起亞千里馬（1.6L）,以及國內沈陽新光、保定長城等企業生產的491Q（豐田4Y），吉利生產的JL376（LOL）、JL479（1.3、1.50、JL481（1.8L）汽油機等。

在技術應用方面，大多數引進機型和合資企業生產的機型都采用一些國外先進技術。1．天津豐田8A、5A,東風本田，北京現代，奇瑞SQR372（0.8L）、SQR481Q（1.6L），神龍公司愛麗舍（1.6L）等都使用多氣門和DOHC技術。

2．東風本田發動機，天津豐田發動機有限公司生產的花冠、皇冠汽油機，東風日產，北京現代等生產的汽油機型都引進可變氣門技術（VTEC、VVT-i、CVVT等）。特別是奇瑞公司，在AVL公司幫助下開發的自主品牌1.6LSQR481H和2.0L SQR484H汽油機使用了VVT可變氣門技術，吉利也開發出了帶可變技術的自主品牌汽油機。

3．汽油機直噴（GDI）發動機國內尚未批量生產，但奇瑞公司在AVL公司幫助下開發的自主品牌2.0L SQR484J汽油機使用了GDI技術。

4．全鋁發動機國內產品較多，如長安鈴木雨燕1.3L汽油機、東風本田發動機的產品、上海大眾POLO發動機等，奇瑞動力1.6L SQR481F（已投產）和SQR481 H及未投產的SQR484J、SQR681 V（2.4L）、SQR684V（3.0L）都是全鋁發動機。

5．國內奇瑞公司已投產的自主品牌SQR481H（1.6L）具有CBR系統，奇瑞公司其他樣機中不少機型也裝有CBR系統。

6．國內引進的已投產機型中已有不少機型采用渦輪增壓技術：如PASSAT 1.8T、寶來1.8T等；華晨金杯在德國FEV公司幫助下開發的1.8T汽油機，也是增壓機型（配裝中華轎車）。

7．停缸技術、智能氣門、可變壓縮比等技術尚未在國內生產的汽油機中采用。

8．發動機電噴管理系統（EMS）國內主要有聯合電子有限公司、北京萬源德爾福發動機管理系統公司，分別是中方與德國BOSCH公司和中方與美國德爾福公司的合資企業。同時，還有馬瑞利、電裝和摩托羅拉等企業生產。

9．汽油機電噴系統中傳感器、電控噴油泵等國內己批量生產；汽油機排氣系統中三效催化轉化器及陶瓷芯等，國內己批量生產，如：大連華克吉來特、天津卡達克高新技術公司等生產三效催化轉化器；在蘇州的日本獨資企業NGK（蘇州）環保陶瓷有限公司生產國Ⅲ、國Ⅳ汽油機用三效催化轉化器陶瓷芯等。

三、汽車產量持續增加引發系列問題

全球汽車總保有量將從目前的約8億輛增加到2020年的12億輛，21世紀中葉，將達38億輛，其中，發展中國家汽車保有量將增長15倍以上。目前全球每年新生產的各種汽車約6400萬輛，按平均每輛車年消耗10到15桶石油及石油制品計算，汽車的石油消耗量每年達85至127億桶，約占世界石油產量的一半。石油資源的開采每年達幾十億噸，經過長期的現代化大規模開采，石油資源日漸枯竭，按科學家預測，地球上的石油資源如果按目前的開采水平，僅僅可以維持60到100年左右。2007年我國進口石油1.9億噸，預計到2020年前后我國的石油進口量有可能超過日本，成為亞太地區第一大石油進口國。國務院發展研究中心預測，預計到2010年和2020年，我國汽車消耗石油為1.38億噸和2.56億噸，約占全國石油總消耗量的43%和67％。因此能源危機是我們必需面對的重要問題。

汽車擁有量的增長帶來了許多問題，如健康威脅、環境污染、氣候變化、能源短缺和交通擁擠等。目前空氣污染在城區已經成為非常嚴重的問題，汽車的有害物排放對人類的生存環境形成了一種公害性的破壞，據資料顯示，市區的大氣污染物60%來自于汽車尾氣。全球變暖、氣候變化正在吸引人們更大的注意力，與之相對應的二氧化碳排放將成為汽車制造商要解決的主要問題。2010年左右，發展中國家能源的供需平衡問題將會導致世界石油價格的波動，在保證環保的同時，使用替代能源的汽車將成為汽車制造商開發的重點。2008年，歐盟要求轎車CO2排放達到140克/公里，對于汽油車，對應油耗將達到6升/100公里以下；2012年，CO2排放要求達到120克/公里。因此，降低油耗、降低排放將是汽車行業目前急需解決的問題。

四、汽油機技術的發展趨勢

由于汽油機的燃油經濟性比柴油機差，所以降低汽油機的能耗已經成為汽車界當前必須要解決的一個問題。具有理論空燃比的均質混合氣的燃燒理論在火花點火發動機上被廣泛使用，它的最大優點是可以實用三效催化器來降低CO、HC和NOx等廢氣的排放。不足之處是不能獲得較高的燃油經濟性，為了提高發動機的熱效率和降低廢氣排放，燃燒技術在不斷地發展。汽油機經歷了由完全機械控制的化油器供油為主到采用電控噴射、缸內直噴、電輔助增壓和電動氣門、可變壓縮比、停缸等技術的變化，汽油機發展的最終方案將采用綜合汽油機和柴油機優點的燃燒控制技術。

目前最有代表性的三大汽油機技術是：

a.汽油直噴技術。開發車用具有汽油機優點同時具有柴油機部分負荷高燃油經濟性優點的發動機是主要的研究目標。汽油缸內直噴是提高汽油機燃油經濟性的重要手段，近些年來，以缸內直噴汽油機(Gasoliine Direct Injection, GDI)為代表的新型混合氣形成模式的研究和應用，極大地提高了汽油機的燃油經濟性。以日本為代表的非均質直噴技術面臨燃燒穩定性和后處理等問題，同時以歐洲為代表的均質直噴技術正在興起。

b.電動氣門與無凸輪發動機。發動機可變氣門正時技術(Variable Valve Timing, VVT)是針對在常規車用發動機中,因氣門定時固定不變而導致發動機某些重要性能在整個運行范圍內不能很好的滿足需要而提出的。VVT技術在發動機運行工況范圍內提供最佳的配氣正時，較好地解決了高轉速與低轉速，大負荷與小負荷下動力性與經濟性的矛盾，同時在一定程度在一定程度上改善了排放性能。隨著環境保護和人類可持續發展的要求，低能耗和低污染已成為汽車發動機的發展目標。VVT技術由于自身的優點，日益受到人們重視，尤其是當今電子技術的飛速發展，促進了VVT技術從研究階段向實用階段發展。電動氣門具有與電控噴射同等重要的意義，它將給發動機空氣系統控制和循環過程管理帶來一系列技術變革，如取消節氣門、可變壓縮比、部分停缸等。

c.燃燒方式的混合。傳統的火花點火發動機的燃燒過程在火焰傳播中，火焰前鋒的溫度比未燃混合氣高很多。所以這種燃燒過程雖然混合氣時均勻的，但是溫度分布仍是不均勻，局部的高溫會導致在火焰經過的區域形成NOx。柴油機的燃燒過程是擴散型的，燃燒過程中燃燒速率由混合速率決定，點火在許多點發生，這種類型的燃燒過程混合和燃燒都是不均勻的，NOx在燃燒較稀的高溫區產生，固體微粒在燃料較濃的高溫區產生。在均質充量壓縮點燃(Homogeneous Charge Compression Ignition, HCCI)過程中，理論上是均勻的混合氣和殘余氣體，在整個混合氣體中由壓縮點燃，燃燒是自發的、均勻的并且沒有火焰傳播，這樣可以阻止NOx和微粒的形成。這種汽油機均質與柴油機壓燃混合的燃燒方式，以燃料技術和控制技術為基礎，綜合汽油機和柴油機兩種燃燒方式優點的均質壓燃HCCI內燃機技術正在興起。

汽車產量持續的發展面臨著許多問題，降低燃油消耗量和二氧化碳排放將成為汽車制造商要解決的主要問題。隨著汽油機電子控制系統性能的提高，相信在不久我們將使用上更節能、更高性能的汽車。