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チューブファイバーレーザー切断技術｜総合ガイド

チューブファイバーレーザー切断技術は、金属加工業界において重要なプロセスとなっており、鉄骨構造物、フィットネス機器、建設機械、自動車部品、家具製造、農業機械、エレベーター、医療機器、石油パイプライン、建築装飾など、幅広い分野で利用されている。

従来の鋸切断、プラズマ切断、火炎切断と比較して、パイプレーザー切断は、高精度、高速、柔軟な加工、高度な自動化、高い材料利用率といった利点を提供する。

しかし、パイプレーザー切断機単に機器の操作方法を知っているだけでは十分ではありません。機器のデバッグ、パラメータ設定、クランプ方法、材料特性、切断順序、品質管理、およびメンテナンスに関する技術を習得することも不可欠です。

次のセクションでは、実際の生産現場の観点から、パイプのレーザー切断に関する様々な実用的な技術を包括的に紹介します。

1. チューブファイバーレーザー切断の基本原理

ファイバーレーザーは高エネルギーのレーザー光を生成し、それを集光レンズによって極めて小さなスポットに集束させる。

焦点におけるパワー密度は以下に達する可能性がある。

10⁶～10⁸ W/cm²

材料は、以下の瞬間的なプロセスを経る。

溶融
気化
酸化
溶かして吹く

その後、補助ガスが溶融スラグを切断部から吹き飛ばし、完全な切断面を形成する。

全ての処理は、以下の者によって調整・完了されます。

X軸
Y軸
Z軸
チャック回転軸
経管栄養軸

2. さまざまな材料の切断技術

1) 炭素鋼管

特徴：

切りやすい
安定した溶融池
最低価格

テクニック：

酸素を使用する場合の利点：

切断速度の向上
より厚い材料を切断できます

注記：

最適な酸素純度：≥99.95%

さもないと：

スラグの蓄積
バリの増加
黒く焦げた切り身

おすすめ：

中厚から厚壁の場合は酸素を使用してください。

薄壁の場合：空気または窒素。

2) ステンレス鋼管

特徴：

高い反射率。

テクニック：

推奨事項：高圧窒素のみを使用してください。

利点:

酸化なし
明るいカット
溶接性が良好

避ける：

酸素カット。

さもないと：

発生しやすいもの：黒ずんだ縁、酸化層、溶接の困難

3) アルミパイプ

特徴：

高い反射率。

おすすめ：

高反射保護レーザーを使用する
レンズを清潔に保つ
ややネガティブフォーカス
あまり速く切らないでください。

さもないと：

簡単：エッジやバリを溶かす

4) 銅管

特徴: 最も高い反射率。

ヒント：

しなければならない：

反射防止レーザーを使用する
電力を適切に削減
ノズルの同心性を確保する

さもないと： レンズが非常に焼き付きやすい。

5) 亜鉛メッキ管

ヒント：

避けるべきこと：長期滞在の継続。

さもないと：

亜鉛層の揮発
飛び散りやすい
煙と粉塵の増加
レンズの汚染

おすすめ：

補助ガスの圧力を上げてください。

3. パイプクランプ技術

クランプの締め付け具合が、パイプのレーザー切断精度を左右する。

優れたクランプ性能は、以下の要件を満たす必要があります。

滑りなし
変形なし
高い同軸度

1) 長いパイプ

超過：6メートル

おすすめ：

中間的なフォローアップ支援を追加する。
パイプのたるみを防ぐ。

さもないと：

丸みの変化につながりやすい
精度の低下

2) 薄肉パイプ

おすすめ：

チャックの締め付け圧力を下げてください。

避ける： 変形。

特に壁厚0.8～2mmの場合

3) 小径パイプ

例えば：

Φ10～30mm

おすすめ：

専用のジョーを使用してください。

そうでなければ、奇行に走る可能性が高い。

4) 大径パイプ

おすすめ：

回転速度を適切に下げてください。

避けるべきもの：遠心振動。

4. 焦点位置調整テクニック

焦点がカットの品質を左右する。

一般的に：

正焦点：焦点はプレート表面にあります。
ネガティブフォーカス：焦点が素材の中に入り込む。
正の焦点は、薄肉管に適しています。
ネガティブフォーカスは、肉厚のチューブに適しています。
経験：壁が厚ければ厚いほど、ネガティブな焦点が当たる。

5．ノズル調整技術

ノズル中心は以下でなければなりません。

厳密には同軸です。

そうでなければ、次のようなことが起こる可能性があります。

中心からずれた吹き出し
バースト
スラグの蓄積

おすすめ： 同軸性を毎日確認してください。

ノズル間隔は通常0.8～1.2mmです。

近すぎた：プレートに衝撃が加わった。

行き過ぎ：気流の発散。

6. 補助ガス選定技術

ガス	特徴	アプリケーション
酸素	高速切断	厚肉炭素鋼
窒素	酸化なし	ステンレス鋼
空気	低コスト	一般機械加工
ガス	高速切断	アルミニウム、チタンなど

7. 切断品質を向上させるための技術

1) ドリル加工時間を制御する

長時間ドリルで穴を開けないでください。焦げてしまう恐れがあります。

推奨事項：段階的な掘削。

2) 切断パスを適切に配置する

原則：まず内側の穴から。

外形は後ほど。

部品が脱落するのを防いでください。

3) 高温状態が続くことを避ける

長時間の連続切断には、分割して処理することをお勧めします。

低減：熱変形。

4) 材料を清潔に保つ

油汚れや錆については、以下の方法をお勧めします。

まず彼らを治療する。

そうでなければ、簡単に次のことができます。

光吸収に影響を与える。

8．丸管切断技術

丸いチューブは、以下の症状を起こしやすい傾向があります。

振動。

推奨事項：回転速度を適切に下げてください。

大きな穴の場合：

推奨事項：複数セグメント切断。

避けるべきこと：変形。

9. 角パイプの切断技術

特徴：熱は四隅に集中する。

推奨事項：コーナーでは適切に減速してください。

改善点：コーナーでの精度。

10．角型チューブのファイバーレーザー切断技術

長方形のチューブ：長い辺は振動を受けやすい。

提案：サポートを追加してください。

オフセットを切り取ることは避けてください。

11. 不規則形状の管切断技術

含む：

楕円形のチューブ
D字型チューブ
H字型チューブ
チャンネル鋼
I形鋼
アングル鋼

提案：

事前に3Dモデルを作成してください。
自動エッジ検出を使用する。
正確な位置決めを心がけてください。

12. バリを減らす方法

バリは通常、以下の要因によって発生します。

電力不足
過剰なスピード
フォーカスエラー
空気圧不足
ノズル摩耗
ノズルのずれ

改善策：

出力と速度のマッチングを調整します。
正しい焦点位置。
補助ガスの圧力を上げる。
摩耗したノズルを交換してください。
ノズルの同軸性を確認してください。

13．切断効率を向上させる方法

全体的な生産効率は、以下の対策によって向上させることができます。

レイアウトを最適化して、材料の利用効率を向上させる。
自動供給・排出システムを使用する。
切り替え時間を短縮するため、同一仕様のバッチ処理用配管を使用する。
材料の厚さに基づいてパラメータライブラリを作成し、ワンクリックでアクセスできるようにする。
手戻りやダウンタイムを削減するために、機器の定期的な校正を行ってください。
高出力レーザーとインテリジェント切断プロセス（フライングカット、リープフロッグカット、インテリジェントリードワイヤーなど）を採用する。

14. チューブレーザー切断における一般的な問題点と解決策

チューブファイバーレーザー切断に関するQ&Aフォーム：

問題	原因	ソリューション
ひどいイガ	出力不足、速度超過、空気圧低下	パワーを上げ、速度を下げ、空気圧を上げる
不完全なカット	フォーカスエラー、電力不足	焦点を調整し、出力を上げる
スラグ残渣	空気圧不足、ノズル摩耗	空気圧を上げ、ノズルを交換する
黄ばんだ切断面	窒素の純度が不十分	ガスの純度を高める
切り込み幅が広すぎる	焦点ずれ、ノズル距離過多	焦点とノズル高さを調整する
直径の変形	過剰な速度、過剰な熱入力	回転速度を下げ、切断経路を最適化する
配管の振動	支持力が不十分、クランプが不安定	フォローアップサポートを追加し、チャックの締め付け力を調整します。