Novinky a události

Techniky řezání trubek vláknovým laserem | Komplexní průvodce

Technologie řezání trubek vláknovým laserem se stala klíčovým procesem v kovoprůmyslu a široce se používá v ocelových konstrukcích, fitness vybavení, stavebních strojích, automobilových dílech, výrobě nábytku, zemědělských strojích, výtazích, zdravotnických prostředcích, ropovodech a architektonických dekoracích.

Ve srovnání s tradičním řezáním pilou, plazmovým řezáním a řezáním plamenem nabízí řezání trubek laserem výhody, jako je vysoká přesnost, vysoká rychlost, flexibilní zpracování, vysoká automatizace a vysoké využití materiálu.

Aby se však skutečně maximalizoval výkon laserový řezací stroj na trubkyPouhá znalost obsluhy zařízení zdaleka nestačí. Zvládnutí technik ladění zařízení, nastavování parametrů, upínacích metod, vlastností materiálů, řezné sekvence, kontroly kvality a údržby je také nezbytné.

Následující část komplexně představí různé praktické techniky pro řezání trubek laserem z pohledu reálné výroby.

1. Základní principy řezání trubek vláknovým laserem

Vláknový laser generuje laserový paprsek o vysoké energii, který je pomocí zaostřovací čočky zaostřován do extrémně malého bodu.

Hustota výkonu v ohnisku může dosáhnout:

10⁶~10⁸ W/cm²

Materiál prochází následujícími okamžitými procesy:

Tání
Vypařování
Oxidace
Tavení a foukání

Následně pomocný plyn odfoukne roztavenou strusku z řezu, čímž se vytvoří kompletní řez.

Celé zpracování koordinuje a provádí:

Osa X
Osa Y
Osa Z
Osa otáčení sklíčidla
Osa podávání do trubice

2. Techniky řezání různých materiálů

1) Trubka z uhlíkové oceli

Vlastnosti:

Snadno se řeže
Stabilní roztavená lázeň
Nejnižší náklady

Techniky:

Výhody použití kyslíku:

Zvýšená řezná rychlost
Může řezat silnější materiály

Poznámka:

Optimální čistota kyslíku: ≥99,95%

Jinak:

Hromadění strusky
Zvýšené otřepy
Černěný řez

Doporučení:

Pro středně silné až silné stěny použijte kyslík.

Pro tenké stěny: Vzduch nebo dusík.

2) Trubka z nerezové oceli

Vlastnosti:

Vysoká odrazivost.

Techniky:

Doporučení: Používejte výhradně dusík pod vysokým tlakem.

Výhody:

Bez oxidace
Světlý střih
Dobrá svařitelnost

Vyhněte se:

Řezání kyslíkem.

Jinak:

Snadno se vytváří: Černé okraje, oxidová vrstva, obtížné svařování

3) Hliníková trubka

Vlastnosti:

Vysoká odrazivost.

Doporučení:

Použijte ochranný laser s vysokou odrazivostí
Udržujte objektiv čistý
Mírně negativní zaměření
Neřežte příliš rychle.

Jinak:

Snadné: Tavící se hrany, otřepy

4) Měděná trubka

Charakteristika: Nejsilnější odrazivost.

Tipy:

Mošt:

Použijte antireflexní laser
Vhodně snížený výkon
Zajištění soustřednosti trysek

Jinak: Čočku lze extrémně snadno spálit.

5) Pozinkovaná trubka

Tipy:

Zabraňte: Nepřetržitému dlouhodobému pobytu.

Jinak:

Odpařování zinkové vrstvy
Snadno se rozstřikuje
Zvýšený kouř a prach
Kontaminace čočky

Doporučení:

Zvyšte tlak pomocného plynu.

3. Techniky upínání trubek

Upínání určuje přesnost řezání trubek laserem.

Vynikající upnutí by mělo splňovat následující požadavky:

Žádné prokluzování
Žádná deformace
Vysoká koaxialita

1) Dlouhé trubky

Překročení: 6 metrů

Doporučení:

Přidejte mezilehlé následné podpory.
Zabraňte prohýbání potrubí.

Jinak:

Snadno vede ke změnám v kruhovitosti
Snížení přesnosti

2) Tenkostěnné trubky

Doporučení:

Snižte upínací tlak sklíčidla.

Vyhněte se: Deformace.

Speciálně pro: tloušťku stěny 0,8~2 mm

3) Trubky malého průměru

Například:

Φ10~30 mm

Doporučení:

Používejte určené čelisti.

Jinak je pravděpodobná excentricita.

4) Trubky velkého průměru

Doporučení:

Vhodně snižte rychlost otáčení.

Zabraňte: Odstředivým vibracím.

4. Techniky úpravy polohy zaostření

Zaostření určuje kvalitu řezu.

Obvykle:

Pozitivní zaostření: Zaostření je umístěno na povrchu desky.
Negativní zaměření: Zaměření vstupuje do materiálu.
Pozitivní fokus je vhodný pro: Tenkostěnné trubky.
Negativní zaostření je vhodné pro: Silnostěnné trubice.
Zkušenost: Čím silnější zeď, tím negativnější zaměření.

5. Techniky nastavení trysek

Střed trysky musí být:

Přísně koaxiální.

Jinak je náchylný k:

Mimostředové foukání
Výbuchy
Hromadění strusky

Doporučení: Denně kontrolujte souosost.

Vzdálenost trysek je typicky: 0,8~1,2 mm

Příliš blízko: Náraz na desku.

Příliš daleko: Rozdíl v proudění vzduchu.

6. Techniky výběru pomocných plynů

Plyny	Funkce	Aplikace
Kyslík	Rychlé řezání	Silnostěnná uhlíková ocel
Dusík	Bez oxidace	Nerez
Vzduch	Nízké náklady	Obecné obrábění
Plyny	Rychlé řezání	Hliník, titan atd.

7. Techniky pro zlepšení kvality řezu

1) Řízení doby vrtání

Nevrtejte příliš dlouho, jinak se snadno spálíte.

Doporučení: Postupné vrtání.

2) Rozumně uspořádejte dráhu řezu

Princip: Nejprve vnitřní otvor.

Vnější obrys později.

Zabraňte pádu součástí.

3) Vyhněte se trvalému vystavení vysokým teplotám

Pro dlouhodobé nepřetržité řezání se doporučuje: Zpracovávat po částech.

Snížení: Tepelná deformace.

4) Udržujte materiály čisté

V případě olejových skvrn a rzi se doporučuje:

Nejdříve je ošetřete.

Jinak je snadné:

Ovlivňují absorpci světla.

8. Techniky řezání kulatých trubek

Kulaté trubky jsou nejvíce náchylné k:

Vibrace.

Doporučení: Přiměřeně snižte otáčky.

Pro velké otvory:

Doporučení: Vícesegmentové řezání.

Zabraňte: Deformaci.

9. Techniky řezání čtvercových trubek

Charakteristika: Teplo je soustředěno ve čtyřech rozích.

Doporučení: V zatáčkách přiměřeně snižte rychlost.

Zlepšení: Přesnost v rozích.

10. Techniky řezání obdélníkových trubek vláknovým laserem

Obdélníkové trubky: Dlouhé strany jsou náchylné k vibracím.

Návrh: Přidat podporu.

Zabraňte řezání s odsazením.

11. Techniky řezání nepravidelných trubek

Včetně:

Eliptické trubice
Trubky ve tvaru D
Trubky ve tvaru H
Ocelový kanál
I-nosníky
Úhlová ocel

Návrh:

Předem si vytvořte 3D model.
Použijte automatické vyhledávání hran.
Zajistěte přesné umístění.

12. Metody pro snížení otřepů

Otřepy jsou obvykle způsobeny následujícími faktory:

Nedostatečný výkon
Nadměrná rychlost
Chyba zaostření
Nedostatečný tlak vzduchu
Opotřebení trysek
Nesprávné zarovnání trysky

Opatření k zlepšení:

Upravte sladění výkonu a rychlosti.
Správná poloha zaostření.
Zvyšte tlak pomocného plynu.
Vyměňte opotřebované trysky.
Zkontrolujte souosost trysek.

13. Metody pro zlepšení efektivity řezání

Celkovou efektivitu výroby lze zlepšit pomocí následujících opatření:

Optimalizujte rozvržení pro lepší využití materiálu.
Používejte automatické systémy podávání a vykládání.
Dávkové zpracování trubek se stejnými specifikacemi zkrátí dobu přestavby.
Vytvořte knihovnu parametrů založenou na tloušťce materiálu pro přístup jedním kliknutím.
Pravidelně kalibrujte zařízení, abyste snížili dobu oprav a prostojů.
Používejte vysoce výkonné lasery a inteligentní řezací procesy (jako je letmý řez, řez přeskakováním, inteligentní přívodní drát).

14. Běžné problémy s řezáním trubek laserem a jejich řešení

Formulář otázek a odpovědí pro řezání trubek vláknovým laserem:

Problémy	Příčiny	Řešení
Silné otřepy	Nedostatečný výkon, nadměrná rychlost, nízký tlak vzduchu	Zvyšte výkon, snižte rychlost, zvyšte tlak vzduchu
Neúplný řez	Chyba ostření, nedostatečný výkon	Upravte zaostření, zvyšte výkon
Zbytky strusky	Nedostatečný tlak vzduchu, opotřebení trysek	Zvyšte tlak vzduchu, vyměňte trysku
Zažloutlý řezný povrch	Nedostatečná čistota dusíku	Zvyšte čistotu plynu
Příliš široká spára	Nesprávné zaostření, nadměrná vzdálenost trysek	Nastavení zaostření a výšky trysky
Deformace průměru	Nadměrná rychlost, nadměrný přísun tepla	Snižte rychlost otáčení, optimalizujte řeznou dráhu
Vibrace potrubí	Nedostatečná opora, nestabilní upínání	Přidat doprovodnou oporu, nastavit upínací sílu sklíčidla

15. Techniky údržby zařízení

Dobrá údržba může výrazně prodloužit životnost zařízení a udržet kvalitu řezání trubek.

Denní údržba:

Vyčistěte trysky, ochranné čočky a pracovní prostor.

Zkontrolujte tlak pomocného plynu a těsnost potrubí.

Očistěte prach a strusku ze sklíčidla a vodicích lišt.

Týdenní údržba:

Zkontrolujte chladicí systém, hladinu vody a kvalitu vody.

Promažte pohyblivé části, jako jsou vodicí lišty, vodicí šrouby a ložiska.

Zkontrolujte opotřebení čelistí sklíčidla a přesnost polohování.

Měsíční údržba:

Kalibrujte laserovou dráhu a souosost řezací hlavy.

Zkontrolujte funkční stav kabelů, plynových potrubí a senzorů.

Zálohujte parametry procesu řezání a aktualizujte a optimalizujte databázi.

16. Bezpečné provozní techniky

Obsluha musí nosit vyhovující ochranné brýle proti laseru.

Je přísně zakázáno otevírat bezpečnostní dveře nebo vstupovat do nebezpečných prostor, když je zařízení v provozu.

Udržujte systém odsávání výparů a prachu v normálním provozu, aby se zabránilo hromadění výparů.

Pravidelně kontrolujte chladicí a elektrické systémy, abyste zabránili přehřátí a únikům. Při zpracování vysoce reflexních materiálů, jako je měď a hliník, zajistěte, aby laser měl ochranu proti odrazům.

Při zpracování dlouhých trubek se ujistěte, že v oblasti hlušiny nezůstávají žádné osoby, aby nedošlo ke zranění v důsledku otáčení vysokou rychlostí nebo pádu materiálu.

17. Shrnutí

Vysoce kvalitní řezání trubek vláknovým laserem se nespoléhá jen na vysoce výkonné zařízení, ale také na komplexní optimalizaci řady aspektů, včetně parametrů zařízení, metod upínání, ovládání zaostřování, pomocného plynu, řezné dráhy, vlastností materiálu a běžné údržby.

Vytvořením standardizované knihovny procesních parametrů, implementací standardizované údržby a inteligentním řízením výroby lze efektivně dosáhnout následujících cílů:

Zlepšete přesnost řezu a kvalitu řezné spáry.
Snižte otřepy, strusku a tepelnou deformaci.
Zvyšte efektivitu zpracování a využití materiálu.
Snižte spotřebu plynu, spotřebu energie a náklady na údržbu.
Prodlužte životnost laseru, řezací hlavy a přenosového systému.
Splňte požadavky moderního zpracování trubek pro velkoobjemové, vysoce přesné a flexibilní aplikace.

U moderních výrobních linek pro řezání trubek laserem z vláken vybavených automatickým podáváním, automatickým vykládáním, inteligentními upínacími sklíčidly a systémy vizuální kontroly polohy může kombinace digitálního řízení procesů a systému MES dále zlepšit úroveň automatizace výroby a dosáhnout vysoce efektivní a stabilní inteligentní výroby.