Neuigkeiten und Veranstaltungen

Techniken zum Schneiden von Rohren mit Faserlasern | Umfassender Leitfaden

Die Technologie des Faserlaserschneidens hat sich zu einem entscheidenden Verfahren in der Metallverarbeitungsindustrie entwickelt und findet breite Anwendung bei Stahlkonstruktionen, Fitnessgeräten, Baumaschinen, Automobilteilen, Möbelherstellung, Landmaschinen, Aufzügen, medizinischen Geräten, Ölpipelines und architektonischer Dekoration.

Im Vergleich zu herkömmlichen Säge-, Plasma- und Brennschneidverfahren bietet das Laserschneiden von Rohren Vorteile wie hohe Präzision, hohe Geschwindigkeit, flexible Bearbeitungsmöglichkeiten, hohen Automatisierungsgrad und hohe Materialausnutzung.

Um jedoch die Leistung eines Systems wirklich zu maximieren RohrlaserschneidemaschineDie bloße Kenntnis der Bedienung der Geräte reicht bei Weitem nicht aus. Ebenso unerlässlich ist die Beherrschung von Techniken zur Geräteinstandsetzung, Parametereinstellung, Spannmethoden, Materialeigenschaften, Schnittreihenfolge, Qualitätskontrolle und Wartung.

Im folgenden Abschnitt werden verschiedene praktische Techniken zum Laserschneiden von Rohren aus der Perspektive einer realen Produktion umfassend vorgestellt.

1. Grundlagen des Faserlaserschneidens mit Rohren

Ein Faserlaser erzeugt einen hochenergetischen Laserstrahl, der mittels einer Fokussierlinse auf einen extrem kleinen Punkt fokussiert wird.

Die Leistungsdichte im Brennpunkt kann Folgendes erreichen:

10⁶~10⁸ W/cm²

Das Material durchläuft folgende momentane Prozesse:

Schmelzen
Verdampfung
Oxidation
Schmelzen und Blasen

Anschließend bläst Hilfsgas die geschmolzene Schlacke vom Schnitt weg und bildet so einen vollständigen Schnitt.

Die gesamte Verarbeitung wird koordiniert und durchgeführt von:

X-Achse
Y-Achse
Z-Achse
Drehachse des Spannfutters
Rohrspeiseachse

2. Schneidetechniken für verschiedene Materialien

1) Kohlenstoffstahlrohr

Merkmale:

Leicht zu schneiden
Stabiles Schmelzbad
Niedrigste Kosten

Techniken:

Bei der Verwendung von Sauerstoff ergeben sich folgende Vorteile:

Erhöhte Schnittgeschwindigkeit
Kann auch dickere Materialien schneiden

Notiz:

Optimale Sauerstoffreinheit: ≥99,951 TP3T

Ansonsten:

Schlackenbildung
Vermehrte Grate
Geschwärzter Schnitt

Empfehlung:

Für mitteldicke bis dicke Wände Sauerstoff verwenden.

Bei dünnen Wänden: Luft oder Stickstoff.

2) Edelstahlrohr

Merkmale:

Hohes Reflexionsvermögen.

Techniken:

Empfehlung: Ausschließlich Stickstoff unter hohem Druck verwenden.

Vorteile:

Keine Oxidation
Heller Schnitt
Gute Schweißbarkeit

Vermeiden:

Sauerstoffschneiden.

Ansonsten:

Führt leicht zu: Schwarzen Rändern, Oxidschicht, schwierigen Schweißbedingungen

3) Aluminiumrohr

Merkmale:

Hohes Reflexionsvermögen.

Empfehlung:

Verwenden Sie einen hochreflektierenden Schutzlaser.
Halten Sie die Linse sauber
Leicht negativer Fokus
Nicht zu schnell schneiden.

Ansonsten:

Einfach: Kanten und Grate schmelzen

4) Kupferrohr

Eigenschaften: Stärkstes Reflexionsvermögen.

Tipps:

Muss:

Verwenden Sie einen entspiegelten Laser
Leistung angemessen reduzieren
Sicherstellung der Düsenkonzentrizität

Ansonsten: Es ist extrem einfach, die Linse zu verbrennen.

5) Verzinktes Rohr

Tipps:

Vermeiden: Kontinuierlicher Langzeitaufenthalt.

Ansonsten:

Verflüchtigung der Zinkschicht
Leicht zu bespritzen
Zunehmender Rauch und Staub
Linsenverschmutzung

Empfehlung:

Erhöhen Sie den Hilfsgasdruck.

3. Rohrklemmtechniken

Die Einspannung bestimmt die Genauigkeit beim Laserschneiden von Rohren.

Eine ausgezeichnete Klemmung sollte folgende Anforderungen erfüllen:

Kein Schlupf
Keine Verformung
Hohe Koaxialität

1) Lange Rohre

Überschreitung: 6 Meter

Empfehlung:

Fügen Sie zwischenzeitliche Folgeunterstützungen hinzu.
Rohrdurchhängen verhindern.

Ansonsten:

Führt leicht zu Veränderungen der Rundheit
Abnahme der Genauigkeit

2) Dünnwandige Rohre

Empfehlung:

Reduzieren Sie den Anpressdruck des Spannfutters.

Vermeiden: Verformung.

Speziell geeignet für: 0,8 bis 2 mm Wandstärke

3) Rohre mit kleinem Durchmesser

Zum Beispiel:

Φ10~30mm

Empfehlung:

Verwenden Sie die dafür vorgesehenen Backen.

Andernfalls ist Exzentrizität wahrscheinlich.

4) Rohre mit großem Durchmesser

Empfehlung:

Die Drehzahl entsprechend reduzieren.

Vermeiden Sie: Zentrifugalschwingungen.

4. Techniken zur Einstellung der Fokusposition

Der Fokus bestimmt die Schnittqualität.

Allgemein:

Positiver Fokus: Der Fokus liegt auf der Plattenoberfläche.
Negativer Fokus: Der Fokus dringt in das Material ein.
Der positive Fokus eignet sich für: Dünnwandige Röhren.
Negativfokus ist geeignet für: Dickwandige Röhren.
Erfahrung: Je dicker die Mauer, desto negativer der Fokus.

5. Düsenjustierungstechniken

Die Düsenmitte muss folgende Position haben:

Streng koaxial.

Andernfalls neigt es zu Folgendem:

Aus dem Gleichgewicht geratenes Blasen
Ausbrüche
Schlackenbildung

Empfehlung: Überprüfen Sie die Koaxialität täglich.

Der Düsenabstand beträgt typischerweise: 0,8 bis 1,2 mm

Zu nah: Aufprall auf der Platte.

Zu weit entfernt: Luftstromdivergenz.

6. Techniken zur Auswahl von Hilfsgasen

Gase	Merkmale	Anwendungen
Sauerstoff	Schnell schneiden	Dickwandiger Kohlenstoffstahl
Stickstoff	Keine Oxidation	Edelstahl
Luft	Niedrige Kosten	Allgemeine Bearbeitung
Gase	Schnell schneiden	Aluminium, Titan usw.

7. Techniken zur Verbesserung der Schnittqualität

1) Bohrzeit kontrollieren

Nicht zu lange bohren, sonst verbrennt es leicht.

Empfehlung: Progressives Bohren.

2) Den Schnittpfad sinnvoll anordnen

Prinzip: Zuerst das innere Loch.

Äußere Kontur später.

Verhindern, dass Teile abfallen.

3) Vermeiden Sie dauerhaft hohe Temperaturen

Für langfristiges, kontinuierliches Schneiden wird Folgendes empfohlen: Die Bearbeitung erfolgt abschnittsweise.

Reduzierung: Thermische Verformung.

4) Materialien sauber halten

Bei Ölflecken und Rost wird Folgendes empfohlen:

Behandeln Sie sie zuerst.

Ansonsten ist es einfach:

Beeinflussen die Lichtabsorption.

8. Techniken zum Schneiden von Rundrohren

Runde Rohre sind am anfälligsten für:

Vibration.

Empfehlung: Die Drehzahl entsprechend reduzieren.

Für große Löcher:

Empfehlung: Mehrsegmentige Aufteilung.

Vermeiden: Verformung.

9. Techniken zum Schneiden von Vierkantrohren

Charakteristika: Die Hitze konzentriert sich an den vier Ecken.

Empfehlung: Geschwindigkeit in Kurven angemessen reduzieren.

Verbesserung: Eckgenauigkeit.

10. Techniken zum Schneiden rechteckiger Rohre mit Faserlasern

Rechteckige Rohre: Die langen Seiten neigen zu Vibrationen.

Vorschlag: Unterstützung hinzufügen.

Vermeiden Sie das Abschneiden von Versätzen.

11. Techniken zum Schneiden unregelmäßiger Rohre

Einschließlich:

Elliptische Rohre
D-förmige Rohre
H-förmige Rohre
U-Profilstahl
I-Träger
Winkelstahl

Anregung:

Erstellen Sie im Voraus ein 3D-Modell.
Automatische Kantenerkennung verwenden.
Für eine genaue Positionierung sorgen.

12. Methoden zur Reduzierung von Graten

Grate entstehen üblicherweise durch folgende Faktoren:

Unzureichende Leistung
Übermäßige Geschwindigkeit
Fokusfehler
Unzureichender Luftdruck
Düsenverschleiß
Düsenfehlausrichtung

Verbesserungsmaßnahmen:

Leistung und Geschwindigkeit anpassen.
Korrekte Fokusposition.
Erhöhen Sie den Hilfsgasdruck.
Abgenutzte Düsen austauschen.
Düsenkoaxialität prüfen.

13. Methoden zur Verbesserung der Schneidleistung

Die Gesamteffizienz der Produktion kann durch folgende Maßnahmen verbessert werden:

Layout optimieren, um die Materialausnutzung zu verbessern.
Verwenden Sie automatische Zuführ- und Entladesysteme.
Chargenprozessleitungen mit gleichen Spezifikationen, um die Umrüstzeiten zu verkürzen.
Erstellen Sie eine Parameterbibliothek basierend auf der Materialdicke für den Zugriff mit einem Klick.
Kalibrieren Sie die Geräte regelmäßig, um Nacharbeiten und Ausfallzeiten zu reduzieren.
Einsatz von Hochleistungslasern und intelligenten Schneidverfahren (wie z. B. Flying Cut, Leapfrog Cut, Intelligent Lead Wire).

14. Häufige Probleme beim Laserschneiden von Rohren und Lösungen

Fragen und Antworten zum Röhrenfaserlaserschneiden:

Probleme	Ursachen	Lösungen
Schwere Grate	Unzureichende Leistung, zu hohe Geschwindigkeit, zu niedriger Luftdruck	Mehr Leistung, weniger Geschwindigkeit, mehr Luftdruck
Unvollständiger Schnitt	Fokusfehler, unzureichende Leistung	Fokus anpassen, Leistung erhöhen
Schlackenrückstand	Unzureichender Luftdruck, Düsenverschleiß	Erhöhen Sie den Luftdruck, ersetzen Sie die Düse.
Vergilbte Schnittfläche	Unzureichende Stickstoffreinheit	Erhöhung der Gasreinheit
Übermäßig breite Schnittfuge	Fokusfehlausrichtung, zu großer Düsenabstand	Fokus und Düsenhöhe einstellen
Durchmesserverformung	Zu hohe Geschwindigkeit, zu hohe Wärmezufuhr	Drehzahl verringern, Schnittweg optimieren
Rohrschwingungen	Unzureichende Unterstützung, instabile Klemmung	Zusätzliche Stützen anbringen, Spannkraft des Spannfutters anpassen

15. Techniken zur Instandhaltung von Geräten

Durch eine gute Wartung kann die Lebensdauer der Geräte deutlich verlängert und die Qualität des Rohrschneidens erhalten werden.

Tägliche Wartung:

Düsen, Schutzlinsen und den Arbeitsbereich reinigen.

Prüfen Sie den Hilfsgasdruck und die Rohrleitungslecks.

Reinigen Sie das Spannfutter und die Führungsschienen von Staub und Schlacke.

Wöchentliche Wartung:

Überprüfen Sie das Kühlsystem, den Wasserstand und die Wasserqualität.

Schmieren Sie bewegliche Teile wie Führungsschienen, Gewindespindeln und Lager.

Prüfen Sie den Verschleiß der Spannbacken und die Positioniergenauigkeit.

Monatliche Wartung:

Kalibrieren Sie den Laserstrahl und die Koaxialität des Schneidkopfes.

Überprüfen Sie die Funktionsfähigkeit von Kabeln, Gasleitungen und Sensoren.

Sichern Sie die Parameter des Schneidprozesses und aktualisieren und optimieren Sie die Datenbank.

16. Sichere Betriebstechniken

Die Bediener müssen eine den Vorschriften entsprechende Laserschutzbrille tragen.

Es ist strengstens verboten, die Sicherheitstüren zu öffnen oder Gefahrenbereiche zu betreten, solange die Anlage in Betrieb ist.

Um eine Rauchansammlung zu verhindern, muss das Rauchabsaug- und Staubentfernungssystem in normalem Betrieb gehalten werden.

Überprüfen Sie regelmäßig die Kühl- und Elektrosysteme, um Überhitzung und Stromschläge zu vermeiden. Stellen Sie bei der Bearbeitung hochreflektierender Materialien wie Kupfer und Aluminium sicher, dass der Laser über einen Hochreflexionsschutz verfügt.

Bei der Verarbeitung langer Rohre ist darauf zu achten, dass sich keine Personen im Bereich der Abraumhalden aufhalten, um Verletzungen durch schnell rotierende Rohre oder herabfallendes Material zu vermeiden.

17. Zusammenfassung

Hochwertiges Faserlaserschneiden basiert nicht nur auf leistungsstarken Anlagen, sondern auch auf der umfassenden Optimierung verschiedener Aspekte, darunter Anlagenparameter, Spannmethoden, Fokussteuerung, Hilfsgas, Schnittweg, Materialeigenschaften und regelmäßige Wartung.

Durch die Einrichtung einer standardisierten Prozessparameterbibliothek, die Implementierung einer standardisierten Instandhaltung und ein intelligentes Produktionsmanagement können die folgenden Ziele effektiv erreicht werden:

Verbesserung der Schnittgenauigkeit und Schnittfugenqualität.
Reduzierung von Graten, Schlacke und thermischer Verformung.
Steigerung der Verarbeitungseffizienz und Materialausnutzung.
Reduzierung des Gasverbrauchs, des Stromverbrauchs und der Wartungskosten.
Verlängern Sie die Lebensdauer des Lasers, des Schneidkopfes und des Übertragungssystems.
Erfüllt die Anforderungen der modernen Rohrverarbeitung für Anwendungen mit hohem Durchsatz, hoher Präzision und Flexibilität.

Bei modernen Produktionslinien für das Faserlaserschneiden von Rohren, die mit automatischer Zuführung, automatischer Entladung, intelligenten Spannfuttern und Bildverarbeitungssystemen ausgestattet sind, kann die Kombination aus digitalem Prozessmanagement und MES-System den Automatisierungsgrad der Produktion weiter verbessern und eine hocheffiziente und hochstabile intelligente Fertigung ermöglichen.