Aktualności i wydarzenia

Techniki cięcia rur laserem światłowodowym | Kompleksowy przewodnik

Technologia cięcia rur laserem światłowodowym stała się kluczowym procesem w przemyśle obróbki metali, szeroko stosowanym w konstrukcjach stalowych, sprzęcie fitness, maszynach budowlanych, częściach samochodowych, produkcji mebli, maszynach rolniczych, windach, urządzeniach medycznych, rurociągach naftowych i dekoracjach architektonicznych.

W porównaniu z tradycyjnym cięciem piłą, cięciem plazmowym i cięciem płomieniowym, cięcie rur laserem oferuje takie zalety jak wysoka precyzja, duża prędkość, elastyczne przetwarzanie, wysoki poziom automatyzacji i duże wykorzystanie materiału.

Aby jednak naprawdę zmaksymalizować wydajność maszyna do cięcia rur laseremSama znajomość obsługi sprzętu jest niewystarczająca. Niezbędne jest również opanowanie technik debugowania sprzętu, ustawiania parametrów, metod mocowania, właściwości materiałów, kolejności cięcia, kontroli jakości i konserwacji.

W dalszej części zostaną szczegółowo omówione praktyczne techniki cięcia laserowego rur z perspektywy rzeczywistej produkcji.

1. Podstawowe zasady cięcia rur laserem światłowodowym

Laser światłowodowy generuje wiązkę laserową o wysokiej energii, która jest skupiana w niezwykle małym punkcie przez soczewkę skupiającą.

Gęstość mocy w punkcie ogniskowym może osiągnąć:

10⁶~10⁸ W/cm²

Materiał poddawany jest następującym natychmiastowym procesom:

Topienie
Odparowanie
Utlenianie
Topienie i dmuchanie

Następnie gaz pomocniczy wydmuchuje stopiony żużel z miejsca cięcia, tworząc w ten sposób kompletne cięcie.

Całość procesu koordynują i realizują:

Oś X
Oś Y
Oś Z
Oś obrotu uchwytu
Oś podawania rurowego

2. Techniki cięcia różnych materiałów

1) Rura ze stali węglowej

Cechy:

Łatwe do cięcia
Stabilny roztopiony basen
Najniższy koszt

Techniki:

Zalety stosowania tlenu:

Zwiększona prędkość cięcia
Możliwość cięcia grubszych materiałów

Notatka:

Optymalna czystość tlenu: ≥99,95%

W przeciwnym razie:

Nagromadzenie żużla
Zwiększona ilość zadziorów
Zaciemnione cięcie

Zalecenie:

Do ścian średniej i grubej grubości należy stosować tlen.

Do cienkich ścianek: powietrze lub azot.

2) Rura ze stali nierdzewnej

Cechy:

Wysoka refleksyjność.

Techniki:

Zalecenie: Stosować wyłącznie azot pod wysokim ciśnieniem.

Zalety:

Brak utleniania
Jasny krój
Dobra spawalność

Unikać:

Cięcie tlenowe.

W przeciwnym razie:

Łatwo powoduje: czarne krawędzie, warstwę tlenku, trudne spawanie

3) Rura aluminiowa

Cechy:

Wysoka refleksyjność.

Zalecenie:

Użyj lasera ochronnego o wysokim współczynniku odbicia
Utrzymuj soczewkę w czystości
Lekko negatywne skupienie
Nie tnij zbyt szybko.

W przeciwnym razie:

Łatwe: topienie krawędzi, zadziorów

4) Rura miedziana

Charakterystyka: Najsilniejszy współczynnik odbicia.

Porady:

Musieć:

Użyj lasera antyrefleksyjnego
Zmniejszono moc odpowiednio
Zapewnienie koncentryczności dyszy

W przeciwnym razie: Bardzo łatwo spalić soczewkę.

5) Rura ocynkowana

Porady:

Unikać: Długotrwałego, ciągłego pobytu.

W przeciwnym razie:

Ulatnianie się warstwy cynku
Łatwo rozpryskuje się
Zwiększone stężenie dymu i kurzu
Zanieczyszczenie soczewki

Zalecenie:

Zwiększ ciśnienie gazu pomocniczego.

3. Techniki zaciskania rur

Zacisk decyduje o dokładności cięcia rur laserem.

Doskonałe mocowanie powinno spełniać następujące wymagania:

Bez poślizgu
Brak deformacji
Wysoka współosiowość

1) Długie rury

Przekroczenie: 6 metrów

Zalecenie:

Dodaj pośrednie wsparcie następcze.
Zapobiegaj zwisaniu rur.

W przeciwnym razie:

Łatwo prowadzi do zmian okrągłości
Spadek dokładności

2) Rury cienkościenne

Zalecenie:

Zmniejsz siłę zacisku uchwytu.

Unikać: Odkształcenie.

Szczególnie do: grubości ścianki 0,8~2 mm

3) Rury o małej średnicy

Na przykład:

Φ10~30mm

Zalecenie:

Użyj dedykowanych szczęk.

W przeciwnym wypadku może wystąpić ekscentryczność.

4) Rury o dużej średnicy

Zalecenie:

Odpowiednio zmniejsz prędkość obrotową.

Unikać: drgań odśrodkowych.

4. Techniki regulacji położenia ostrości

Ostrość decyduje o jakości cięcia.

Ogólnie:

Ognisko dodatnie: Ognisko znajduje się na powierzchni płyty.
Skupienie negatywne: Skupienie skupia się na materiale.
Ogniskowanie pozytywne nadaje się do: Rurek cienkościennych.
Ogniskowanie negatywne nadaje się do: Rur o grubych ściankach.
Doświadczenie: Im grubsza ściana, tym bardziej negatywne nastawienie.

5. Techniki regulacji dyszy

Środek dyszy musi być:

Wyłącznie współosiowe.

W przeciwnym razie jest podatny na:

Dmuchanie poza środkiem
Wybuchy
Nagromadzenie żużla

Zalecenie: Sprawdzaj współosiowość codziennie.

Odległość między dyszami wynosi zazwyczaj: 0,8~1,2 mm

Zbyt blisko: Uderzenie w talerz.

Za daleko: rozbieżność przepływu powietrza.

6. Techniki doboru gazów pomocniczych

Gazy	Cechy	Aplikacje
Tlen	Szybkie cięcie	Grubościenna stal węglowa
Azot	Brak utleniania	Stal nierdzewna
Powietrze	Niski koszt	Obróbka ogólna
Gazy	Szybkie cięcie	Aluminium, tytan, itp.

7. Techniki poprawy jakości cięcia

1) Kontroluj czas wiercenia

Nie wiercić zbyt długo, gdyż łatwo się przypalić.

Zalecenie: wiercenie progresywne.

2) Rozsądnie zaplanuj ścieżkę cięcia

Zasada: Najpierw otwór wewnętrzny.

Zewnętrzny kontur później.

Zapobiegaj spadaniu części.

3) Unikaj ciągłych wysokich temperatur

W przypadku długotrwałego, ciągłego cięcia zaleca się: Obróbkę przeprowadzać odcinkami.

Zmniejszenie: Odkształceń termicznych.

4) Utrzymuj materiały w czystości

W przypadku plam oleju i rdzy zaleca się:

Zacznij od nich.

W przeciwnym razie łatwo jest:

Wpływa na absorpcję światła.

8. Techniki cięcia rur okrągłych

Rury okrągłe są najbardziej podatne na:

Wibracja.

Zalecenie: Należy odpowiednio zmniejszyć prędkość obrotową.

W przypadku dużych otworów:

Zalecenie: Cięcie wielosegmentowe.

Unikać: Deformacji.

9. Techniki cięcia rur kwadratowych

Charakterystyka: Ciepło koncentruje się w czterech narożnikach.

Zalecenie: Należy odpowiednio zmniejszyć prędkość na zakrętach.

Poprawa: Dokładności pokonywania zakrętów.

10. Techniki cięcia laserem światłowodowym rur prostokątnych

Rury prostokątne: dłuższe boki są podatne na drgania.

Sugestia: Dodaj wsparcie.

Unikaj przesunięcia przy cięciu.

11. Nieregularne techniki cięcia rur

W tym:

Rurki eliptyczne
Rurki w kształcie litery D
Rury w kształcie litery H
Stal kanałowa
Belki dwuteowe
Stal kątowa

Sugestia:

Utwórz model 3D z wyprzedzeniem.
Użyj automatycznego wyszukiwania krawędzi.
Zapewnij dokładne pozycjonowanie.

12. Metody redukcji zadziorów

Zadziory powstają zazwyczaj z następujących powodów:

Niewystarczająca moc
Nadmierna prędkość
Błąd ostrości
Niewystarczające ciśnienie powietrza
Zużycie dyszy
Niewspółosiowość dyszy

Środki poprawy:

Dostosuj dopasowanie mocy i prędkości.
Prawidłowa pozycja ostrości.
Zwiększ ciśnienie gazu pomocniczego.
Wymień zużyte dysze.
Sprawdź współosiowość dyszy.

13. Metody poprawy wydajności cięcia

Ogólną wydajność produkcji można poprawić poprzez następujące działania:

Zoptymalizuj układ, aby poprawić wykorzystanie materiałów.
Stosuj automatyczne systemy podawania i rozładunku.
Przetwarzaj rury wsadowo o tych samych parametrach, aby skrócić czas przezbrojenia.
Utwórz bibliotekę parametrów na podstawie grubości materiału, dostępną po jednym kliknięciu.
Regularnie kalibruj sprzęt, aby ograniczyć konieczność przeróbek i przestojów.
Zastosowanie laserów o dużej mocy i inteligentnych procesów cięcia (takich jak cięcie latające, cięcie typu leapfrog, inteligentny drut ołowiany).

14. Typowe problemy i rozwiązania związane z cięciem rur laserem

Formularz pytań i odpowiedzi na temat cięcia rur laserem światłowodowym:

Problemy	Powoduje	Rozwiązania
Silne zadziory	Niewystarczająca moc, nadmierna prędkość, niskie ciśnienie powietrza	Zwiększ moc, zmniejsz prędkość, zwiększ ciśnienie powietrza
Niekompletne cięcie	Błąd ostrości, niewystarczająca moc	Dostosuj ostrość, zwiększ moc
Pozostałość żużla	Niedostateczne ciśnienie powietrza, zużycie dyszy	Zwiększ ciśnienie powietrza, wymień dyszę
Zażółcona powierzchnia cięcia	Niewystarczająca czystość azotu	Zwiększenie czystości gazu
Zbyt szeroka szczelina	Nieprawidłowe ustawienie ostrości, nadmierna odległość dyszy	Dostosuj ostrość i wysokość dyszy
Deformacja średnicy	Nadmierna prędkość, nadmierne ciepło	Zmniejsz prędkość obrotową, zoptymalizuj ścieżkę cięcia
Wibracje rur	Niewystarczające wsparcie, niestabilne mocowanie	Dodaj wsparcie następcze, wyreguluj siłę zacisku uchwytu

15. Techniki konserwacji sprzętu

Dobra konserwacja może znacząco wydłużyć żywotność sprzętu i utrzymać jakość cięcia rur.

Codzienna konserwacja:

Wyczyść dysze, soczewki ochronne i obszar roboczy.

Sprawdź ciśnienie gazu pomocniczego i szczelność rurociągu.

Oczyścić uchwyt i prowadnice z pyłu i żużlu.

Konserwacja tygodniowa:

Sprawdź układ chłodzenia, poziom wody i jej jakość.

Smarowanie ruchomych części, takich jak prowadnice, śruby pociągowe i łożyska.

Sprawdź zużycie szczęk uchwytu i dokładność ich pozycjonowania.

Miesięczna konserwacja:

Kalibracja ścieżki lasera i współosiowości głowicy tnącej.

Sprawdź stan techniczny kabli, rur gazowych i czujników.

Tworzenie kopii zapasowej parametrów procesu cięcia oraz aktualizacja i optymalizacja bazy danych.

16. Bezpieczne techniki obsługi

Operatorzy muszą nosić odpowiednie okulary ochronne chroniące przed laserem.

Surowo zabrania się otwierania drzwi bezpieczeństwa lub wchodzenia do stref niebezpiecznych podczas pracy urządzenia.

Utrzymuj system odciągu oparów i usuwania pyłu w normalnym stanie działania, aby zapobiec gromadzeniu się oparów.

Regularnie sprawdzaj układ chłodzenia i układ elektryczny, aby zapobiec przegrzaniu i upływom prądu. Podczas obróbki materiałów silnie odblaskowych, takich jak miedź i aluminium, upewnij się, że laser posiada zabezpieczenie antyrefleksyjne.

Podczas obróbki długich rur należy upewnić się, że w strefie odpadów nie przebywają żadne osoby, aby zapobiec obrażeniom spowodowanym przez szybkie obroty lub upadek materiału.

17. Podsumowanie

Wysokiej jakości cięcie rur laserem światłowodowym wymaga nie tylko wysokowydajnego sprzętu, ale także kompleksowej optymalizacji wielu aspektów, w tym parametrów sprzętu, metod mocowania, kontroli ogniskowania, gazu pomocniczego, ścieżki cięcia, właściwości materiału i rutynowej konserwacji.

Dzięki utworzeniu standardowej biblioteki parametrów procesu, wdrożeniu standardowej konserwacji i inteligentnego zarządzania produkcją można skutecznie osiągnąć następujące cele:

Zwiększa dokładność cięcia i jakość szczeliny.
Zmniejsza zadziory, żużel i odkształcenia termiczne.
Zwiększenie wydajności przetwarzania i wykorzystania materiałów.
Zmniejsz zużycie gazu, energii i koszty konserwacji.
Wydłuża żywotność lasera, głowicy tnącej i układu transmisyjnego.
Spełnij wymagania nowoczesnego przetwarzania rur w zastosowaniach o dużej objętości, wysokiej precyzji i elastyczności.

W przypadku nowoczesnych linii produkcyjnych do cięcia rur laserem światłowodowym, wyposażonych w automatyczne podawanie, automatyczny rozładunek, inteligentne uchwyty i systemy pozycjonowania wizyjnego, połączenie cyfrowego zarządzania procesami i systemu MES może dodatkowo zwiększyć poziom automatyzacji produkcji i osiągnąć wysoką wydajność i stabilność inteligentnej produkcji.