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Técnicas de corte por láser de fibra de tubos | Guía completa

La tecnología de corte por láser de fibra de tubos se ha convertido en un proceso crucial en la industria del procesamiento de metales, ampliamente utilizada en estructuras de acero, equipos de fitness, maquinaria de construcción, piezas de automóviles, fabricación de muebles, maquinaria agrícola, ascensores, dispositivos médicos, oleoductos y decoración arquitectónica.

En comparación con el aserrado tradicional, el corte por plasma y el corte por llama, el corte láser de tuberías ofrece ventajas como alta precisión, alta velocidad, procesamiento flexible, alta automatización y alto aprovechamiento del material.

Sin embargo, para maximizar realmente el rendimiento de un máquina de corte por láser de tubosSaber manejar el equipo no es suficiente. Dominar las técnicas de depuración, configuración de parámetros, métodos de sujeción, propiedades del material, secuencia de corte, control de calidad y mantenimiento también es fundamental.

La siguiente sección presentará de forma exhaustiva diversas técnicas prácticas para el corte láser de tuberías desde una perspectiva de producción real.

1. Principios básicos del corte láser de fibra de tubo

Un láser de fibra genera un haz láser de alta energía, que es enfocado en un punto extremadamente pequeño mediante una lente de enfoque.

La densidad de potencia en el punto focal puede alcanzar:

10⁶~10⁸ W/cm²

El material experimenta los siguientes procesos instantáneos:

Fusión
Vaporización
Oxidación
Fundir y soplar

Posteriormente, un gas auxiliar expulsa la escoria fundida del corte, formando así un corte completo.

Todo el proceso es coordinado y completado por:

Eje X
Eje Y
Eje Z
eje de rotación del mandril
Eje de alimentación por tubo

2. Técnicas de corte para diferentes materiales

1) Tubo de acero al carbono

Características:

Fácil de cortar
Piscina de fusión estable
Costo más bajo

Técnicas:

Al utilizar oxígeno, las ventajas son:

Mayor velocidad de corte
Puede cortar materiales más gruesos

Nota:

Pureza óptima del oxígeno: ≥99,95%

De lo contrario:

Acumulación de escoria
Aumento de rebabas
Corte ennegrecido

Recomendación:

Utilice oxígeno para paredes de grosor medio a grueso.

Para paredes delgadas: Aire o nitrógeno.

2) Tubo de acero inoxidable

Características:

Alta reflectividad.

Técnicas:

Recomendación: Utilice exclusivamente nitrógeno a alta presión.

Ventajas:

Sin oxidación
Corte brillante
Buena soldabilidad

Evitar:

Corte de oxígeno.

De lo contrario:

Produce fácilmente: bordes negros, capa de óxido, soldadura difícil

3) Tubo de aluminio

Características:

Alta reflectividad.

Recomendación:

Utilice un láser protector de alta reflectividad.
Mantén la lente limpia.
Enfoque ligeramente negativo
No cortes demasiado rápido.

De lo contrario:

Fácil: Bordes que se derriten, rebabas

4) Tubo de cobre

Características: Máxima reflectividad.

Consejos:

Debe:

Utilice un láser antirreflectante.
Reduzca la potencia adecuadamente
Garantizar la concentricidad de la boquilla

De lo contrario: Es extremadamente fácil quemar la lente.

5) Tubo galvanizado

Consejos:

Evitar: Estancias prolongadas y continuas.

De lo contrario:

volatilización de la capa de zinc
Fácil de salpicar
Aumento del humo y el polvo
Contaminación de la lente

Recomendación:

Aumentar la presión del gas auxiliar.

3. Técnicas de sujeción de tuberías

La sujeción determina la precisión del corte láser de tuberías.

Una sujeción excelente debe cumplir los siguientes requisitos:

Sin deslizamiento
Sin deformación
Alta coaxialidad

1) Tuberías largas

Superando: 6 metros

Recomendación:

Agregar apoyos de seguimiento intermedios.
Evita que la tubería se combe.

De lo contrario:

Provoca fácilmente cambios en la redondez.
Disminución de la precisión

2) Tuberías de paredes delgadas

Recomendación:

Reduzca la presión de sujeción del mandril.

Evitar: Deformación.

Especialmente para: espesor de pared de 0,8 a 2 mm

3) Tuberías de pequeño diámetro

Por ejemplo:

Φ10~30 mm

Recomendación:

Utilice mordazas específicas.

De lo contrario, es probable que haya excentricidad.

4) Tuberías de gran diámetro

Recomendación:

Reduzca adecuadamente la velocidad de rotación.

Evitar: Vibración centrífuga.

4. Técnicas de ajuste de la posición de enfoque

El enfoque determina la calidad del corte.

Generalmente:

Enfoque positivo: El foco se sitúa en la superficie de la placa.
Enfoque negativo: El enfoque se centra en el material.
El enfoque positivo es adecuado para: Tubos de paredes delgadas.
El enfoque negativo es adecuado para: Tubos de paredes gruesas.
Experiencia: Cuanto más gruesa sea la pared, más negativo será el enfoque.

5. Técnicas de ajuste de la boquilla

El centro de la boquilla debe ser:

Estrictamente coaxial.

De lo contrario, es propenso a:

Soplado descentrado
Ráfagas
Acumulación de escoria

Recomendación: Compruebe la coaxialidad diariamente.

La distancia entre boquillas suele ser de 0,8 a 1,2 mm.

Demasiado cerca: Impacto en el plato.

Demasiado lejos: divergencia del flujo de aire.

6. Técnicas de selección de gases auxiliares

Gases	Características	Aplicaciones
Oxígeno	Corte rápido	Acero al carbono de paredes gruesas
Nitrógeno	Sin oxidación	Acero inoxidable
Aire	Bajo costo	mecanizado general
Gases	Corte rápido	Aluminio, titanio, etc.

7. Técnicas para mejorar la calidad del corte

1) Controlar el tiempo de perforación

No taladres durante demasiado tiempo, de lo contrario podrías quemarte.

Recomendación: Perforación progresiva.

2) Disponga la trayectoria de corte de forma razonable.

Principio: Primero el agujero interior.

Contorno exterior más adelante.

Evita que las piezas se caigan.

3) Evite las altas temperaturas continuas.

Para un corte continuo a largo plazo, se recomienda: Procesar por secciones.

Reducción: Deformación térmica.

4) Mantén los materiales limpios

Para manchas de aceite y óxido, se recomienda:

Trátalos primero.

De lo contrario, es fácil:

Afectan la absorción de la luz.

8. Técnicas de corte de tubos redondos

Los tubos redondos son los más propensos a:

Vibración.

Recomendación: Reduzca adecuadamente la velocidad de rotación.

Para agujeros grandes:

Recomendación: Corte multisegmento.

Evitar: Deformación.

9. Técnicas de corte de tubos cuadrados

Características: El calor se concentra en las cuatro esquinas.

Recomendación: Reduzca la velocidad adecuadamente en las curvas.

Mejorar: Precisión en las esquinas.

10. Técnicas de corte por láser de fibra para tubos rectangulares

Tubos rectangulares: Los lados largos son propensos a vibrar.

Sugerencia: Añadir soporte.

Evite cortar el desplazamiento.

11. Técnicas de corte de tubos irregulares

Incluido:

Tubos elípticos
tubos en forma de D
tubos en forma de H
Acero en U
vigas en I
Acero angular

Sugerencia:

Crea un modelo 3D con antelación.
Utilice la detección automática de bordes.
Asegúrese de un posicionamiento preciso.

12. Métodos para reducir las rebabas

Las rebabas suelen estar causadas por los siguientes factores:

Potencia insuficiente
Velocidad excesiva
Error de enfoque
Presión de aire insuficiente
Desgaste de la boquilla
Desalineación de la boquilla

Medidas de mejora:

Ajustar la potencia y la velocidad.
Posición de enfoque correcta.
Aumentar la presión del gas auxiliar.
Reemplace las boquillas desgastadas.
Compruebe la coaxialidad de la boquilla.

13. Métodos para mejorar la eficiencia del corte

La eficiencia general de la producción puede mejorarse mediante las siguientes medidas:

Optimizar la distribución para mejorar la utilización del material.
Utilice sistemas automáticos de alimentación y descarga.
Procese tuberías por lotes con las mismas especificaciones para reducir el tiempo de cambio.
Cree una biblioteca de parámetros basada en el grosor del material para acceder a ella con un solo clic.
Calibre los equipos periódicamente para reducir las repeticiones de trabajo y los tiempos de inactividad.
Adoptar láseres de alta potencia y procesos de corte inteligentes (como corte en vuelo, corte por salto, cableado inteligente).

14. Problemas y soluciones comunes en el corte láser de tubos

Formulario de preguntas y respuestas sobre el corte láser de fibra de tubos:

Problemas	Causas	Soluciones
Rebabas severas	Potencia insuficiente, velocidad excesiva, baja presión de aire	Aumentar la potencia, disminuir la velocidad, aumentar la presión del aire.
Corte incompleto	Error de enfoque, potencia insuficiente	Ajusta el enfoque, aumenta la potencia.
residuo de escoria	Presión de aire insuficiente, desgaste de la boquilla	Aumente la presión del aire, cambie la boquilla
Superficie de corte amarillenta	Pureza de nitrógeno insuficiente	Aumentar la pureza del gas
Corte excesivamente ancho	Desalineación del enfoque, distancia excesiva entre boquillas	Ajustar el enfoque y la altura de la boquilla
Deformación del diámetro	Velocidad excesiva, aporte de calor excesivo	Disminuir la velocidad de rotación, optimizar la trayectoria de corte
Vibración de la tubería	Soporte insuficiente, sujeción inestable	Añada soporte de seguimiento, ajuste la fuerza de sujeción del mandril.

15. Técnicas de mantenimiento de equipos

Un buen mantenimiento puede prolongar significativamente la vida útil de los equipos y mantener la calidad del corte de tuberías.

Mantenimiento diario:

Limpie las boquillas, las lentes protectoras y el área de trabajo.

Compruebe la presión del gas auxiliar y las fugas en la tubería.

Limpie el polvo y la escoria del mandril y de los rieles guía.

Mantenimiento semanal:

Compruebe el sistema de refrigeración, el nivel de agua y la calidad del agua.

Lubrique las piezas móviles, como los rieles guía, los husillos y los cojinetes.

Compruebe el desgaste de las mordazas del mandril y la precisión de su posicionamiento.

Mantenimiento mensual:

Calibrar la trayectoria del láser y la coaxialidad del cabezal de corte.

Compruebe el estado de funcionamiento de los cables, las tuberías de gas y los sensores.

Realizar copias de seguridad de los parámetros del proceso de corte y actualizar y optimizar la base de datos.

16. Técnicas de operación segura

Los operarios deben usar gafas de seguridad láser reglamentarias.

Está estrictamente prohibido abrir las puertas de seguridad o entrar en zonas peligrosas mientras el equipo esté en funcionamiento.

Mantenga el sistema de extracción de humos y eliminación de polvo en funcionamiento normal para evitar la acumulación de humos.

Revise periódicamente los sistemas de refrigeración y eléctricos para evitar el sobrecalentamiento y las fugas eléctricas. Al procesar materiales altamente reflectantes como el cobre y el aluminio, asegúrese de que el láser cuente con protección contra la alta reflexión.

Al procesar tubos largos, asegúrese de que no quede personal en la zona de residuos para evitar lesiones por rotación a alta velocidad o caída de material.

17. Resumen

El corte por láser de fibra de alta calidad para tubos no solo depende de equipos de alto rendimiento, sino también de la optimización integral de múltiples aspectos, incluidos los parámetros del equipo, los métodos de sujeción, el control del enfoque, el gas auxiliar, la trayectoria de corte, las propiedades del material y el mantenimiento rutinario.

Mediante el establecimiento de una biblioteca estandarizada de parámetros de proceso, la implementación de un mantenimiento estandarizado y una gestión inteligente de la producción, se pueden lograr eficazmente los siguientes objetivos:

Mejora la precisión del corte y la calidad del ranurado.
Reduce las rebabas, la escoria y la deformación térmica.
Incrementar la eficiencia del procesamiento y la utilización de los materiales.
Reduzca el consumo de gas, el consumo de energía y los costos de mantenimiento.
Prolongue la vida útil del láser, el cabezal de corte y el sistema de transmisión.
Satisfacer las exigencias del procesamiento moderno de tubos para aplicaciones de alto volumen, alta precisión y flexibilidad.

En las modernas líneas de producción de corte por láser de fibra de tubos equipadas con alimentación automática, descarga automática, mandriles inteligentes y sistemas de posicionamiento por visión, la combinación de la gestión digital de procesos y el sistema MES puede mejorar aún más el nivel de automatización de la producción y lograr una fabricación inteligente de alta eficiencia y gran estabilidad.