1 激光切割设备的改进和板材激光切割机相比，管材切割机有特殊的结构和性能，如：激光器必须带脉冲输出功能；机床部分必须设带加紧旋转头和尾座的支架、除渣装置、排热装置等；光路部分必须适应光轴相对管轴的转动；控制部分应满足多轴的控制和联动等。为此，作者研制了一种割缝筛管专用的激光切割机[1]，其结构和性能包括了上述的特殊要求：激光器具有连续输出和脉冲输出功能；管材的夹紧旋转头A及定中尾座、辅助支架等部件座落在平台上，平台又置于带导轨的底座上，通过齿轮齿条副平台可沿着底座的导轨移动；本机设置的除渣系统解决了渣堵和除渣问题；排热系统解决了切割的冷却问题；旋转头A的转动能完成缝的周向定位，平台的移动能完成缝的轴向定位；缝本身的切割（包括缝长和梯形角）由管体与切割头的联动完成或仅靠切割头的运动完成。因而本机切割头设计成多维运动的形式，能作x，y，z方向的直线运动和y，z方向的浮动，而聚焦透镜的光轴能在管轴的垂面内作±/2角的（为梯形角）旋转运动。所以本机在控制方面达到了五轴控制（x，y，z，A，），两轴浮动（y，z）和任意三轴联动，非常适于梯形缝的切割。梯形缝的激光切割方法
　　1.1 光轴转动切割法

　　厚壁长筛管转动惯量较大，用管体转动的切割方法难以保证精度和速度，而用光轴转动切割法则适宜。本方法的特点是在切割过程中管体不动，仅靠切割头的运动便可以切出梯形缝。
　　切割头的运动包括平动、转动及联动。切割过程如下：调整好切割工艺参数，在管体定位和设备调整到起始位置后，先把切割头的光轴以垂直方向为基准在管轴的垂面内转动 /2角并在 y向平移，使其处在梯形角第一个斜面的方向。切割开始先在缝的端部用脉冲光穿刺，穿刺孔打通后即刻用连续光（或脉冲光）在 x向进行切割。在第一个斜面切完后切割头随即转动角度，同时在-y向联动，使切割光轴始终对准已切出的切口并作管轴垂面内的扫描，这样便切开去除体的一个端面，此时光轴也处在了另一个斜面的方向，接着切割头在-x向运动，切出另一个斜面，以后切割头即刻转 角度，同时在 y向联动切开去除体的另一个端面，这样便完成了一条梯形缝的切割。切割头在轴转动的过程中，光轴及焦点的空间位置时刻在发生变化，因而切割头必须在y，z两个方向和轴联动并浮动，以保证切割光轴始终在已割出的切口内，切口中心始终通过管轴，同时也保证焦点一直处在正确的位置。
　　1.2 管轴转动切割法

　　薄壁短筛管转动惯量较小，适宜用本方法。本方法的特点是聚焦透镜的光轴为垂直方向，在管轴转动和光轴平动联动的条件下便可以切出梯形缝。切割过程如下：调整好切割工艺参数，在管体定位和设备调整到起始位置后，先把管体转动 /2角度，使梯形角的一个斜面处于垂直位置，同时在-y向平移光轴到垂直斜面的上方。切割开始在缝的端部用脉冲光穿刺，穿刺孔打通后即刻用连续光（或脉冲光）在 x向进行第一个斜面的切割。当这个斜面切完后管体随即转动-角度，光束同时在 y向联动，使光束始终对准第一个斜面的切口并在管轴的横截面内扫描，这样便切开去除体的一个端面，届时另一个待切斜面已处在了垂直位置，切割头便在-x向运动，切出另一个斜面，紧接着管体转动 角度，光束同时在-y向联动切开去除体的另一个端面，这样便完成了一条梯形缝的切割。管轴在转动过程中，割缝的空间位置时刻在发生变化，因而切割头的光轴必须在y，z两个方向随管体的转动联动并浮动，从而保证切割光轴始终在已割出的切口内，切口中心始终通过管轴，同时也保证焦点一直处在正确的位置。

　　1.3梯形缝激光切割的特殊情况

　　当=0°时，缝形已为矩形缝。上述的两种切割方法中，管轴及光轴不再转动。只要光轴垂直通过管轴，在轴向作单向切割线切割加工中如何选用电极丝，即可切出矩形缝。
　　当>0°但梯形缝的内开口宽度≤2倍表面缝宽时，则上述的两种切割方法中，缝腔的形成不需再进行去除体两个端面的切割，因在轴向切出两个斜面的同时，缝腔内的材料已全部去除。

　　1.4 梯形缝筛管的激光切割

　　单条梯形缝的切割是整根筛管的切割基础，从切割程序来看，单缝的切割是一个子程序。
　　整根筛管上按一定规律分布着几千条缝，旋转头A的旋转或平台的位移完成了缝与缝之间的周向定位或轴向定位，然后调用子程序，逐一切出每一条缝。是轴向一排排地切、周向一圈圈地切还是按其他顺序切，都直接关系到切割的效果。考虑到切割过程中的管体传热和管腔排热，还是将整根筛管分成几段，轴向一排排地切较好。

　　2 切割效果
　　用上述设备和方法切割的割缝筛管梯形缝达到了较高的技术指标：缝宽：≥0.15±0.05mm；梯形角：0～40°；切割面粗糙度：Ra<6.3m；热影响硬化层：厚度：≥0.3mm；硬度：≥HV800，增强了耐磨性和耐腐蚀性，提高了寿命。梯形缝结构克服了矩形缝的砂堵现象，有很强的自洁作用，即进入到缝腔中的砂粒，很容易被流体冲走。因而这种筛管流压损失小、产量高、寿命长、成本低，促进了石油行业技术的进步和效益的提高。割缝筛管梯形缝激光切割的样品见图1.图中，同一参数在轴向有两条缝，一条是整缝，一条是断面缝。在断面上最窄的一条缝是0°，逆时针数第二条缝也是0°，但缝宽增加1倍，以后顺次每缝增加4°，最大梯形角为40°。
　　
　　3 激光切割设备的改进和板材激光切割机相比，管材切割机有特殊的结构和性能，如：激光器必须带脉冲输出功能；机床部分必须设带加紧旋转头和尾座的支架、除渣装置、排热装置等；光路部分必须适应光轴相对管轴的转动；控制部分应满足多轴的控制和联动等。为此，作者研制了一种割缝筛管专用的激光切割机[1]，其结构和性能包括了上述的特殊要求：激光器具有连续输出和脉冲输出功能；管材的夹紧旋转头A及定中尾座、辅助支架等部件座落在平台上，平台又置于带导轨的底座上，通过齿轮齿条副平台可沿着底座的导轨移动；本机设置的除渣系统解决了渣堵和除渣问题；排热系统解决了切割的冷却问题；旋转头A的转动能完成缝的周向定位，平台的移动能完成缝的轴向定位；缝本身的切割（包括缝长和梯形角）由管体与切割头的联动完成或仅靠切割头的运动完成。因而本机切割头设计成多维运动的形式，能作x，y，z方向的直线运动和y，z方向的浮动，而聚焦透镜的光轴能在管轴的垂面内作±/2角的（为梯形角）旋转运动。所以本机在控制方面达到了五轴控制（x，y，z，A，），两轴浮动（y，z）和任意三轴联动，非常适于梯形缝的切割。