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Técnicas de corte a laser de fibra tubular | Guia completo

A tecnologia de corte a laser de fibra tubular tornou-se um processo crucial na indústria de processamento de metais, sendo amplamente utilizada em estruturas de aço, equipamentos de ginástica, máquinas de construção, peças automotivas, fabricação de móveis, máquinas agrícolas, elevadores, dispositivos médicos, oleodutos e decoração arquitetônica.

Em comparação com os métodos tradicionais de serragem, corte a plasma e corte a chama, o corte a laser de tubos oferece vantagens como alta precisão, alta velocidade, processamento flexível, alto nível de automação e alta utilização de material.

No entanto, para realmente maximizar o desempenho de um máquina de corte a laser de tubosSaber operar o equipamento está longe de ser suficiente. Dominar técnicas de depuração, configuração de parâmetros, métodos de fixação, propriedades dos materiais, sequência de corte, controle de qualidade e manutenção também é essencial.

A seção a seguir apresentará detalhadamente várias técnicas práticas para o corte a laser de tubos, sob uma perspectiva de produção real.

1. Princípios básicos do corte a laser de fibra tubular

Um laser de fibra gera um feixe de laser de alta energia, que é focalizado em um ponto extremamente pequeno por uma lente de focalização.

A densidade de potência no ponto focal pode atingir:

10⁶~10⁸ W/cm²

O material passa pelos seguintes processos instantâneos:

Fusão
Vaporização
Oxidação
Derretendo e soprando

Em seguida, um gás auxiliar sopra a escória fundida para longe do corte, formando assim um corte completo.

Todo o processo é coordenado e concluído por:

Eixo X
Eixo Y
Eixo Z
eixo de rotação do mandril
Eixo de alimentação por sonda

2. Técnicas de corte para diferentes materiais

1) Tubo de aço carbono

Características:

Fácil de cortar
Poça de fusão estável
Menor custo

Técnicas:

Ao utilizar oxigênio, as vantagens são:

Aumento da velocidade de corte
Pode cortar materiais mais espessos

Observação:

Pureza ideal de oxigênio: ≥99,95%

De outra forma:

Acúmulo de escória
Aumento de rebarbas
corte enegrecido

Recomendação:

Utilize oxigênio para paredes de espessura média a grossa.

Para paredes finas: Ar ou nitrogênio.

2) Tubo de aço inoxidável

Características:

Alta refletividade.

Técnicas:

Recomendação: Utilize exclusivamente nitrogênio de alta pressão.

Vantagens:

Sem oxidação
Corte brilhante
Boa soldabilidade

Evitar:

Corte com oxigênio.

De outra forma:

Produz facilmente: Bordas pretas, camada de óxido, soldagem difícil

3) Tubo de alumínio

Características:

Alta refletividade.

Recomendação:

Utilize um laser de proteção de alta refletividade.
Mantenha a lente limpa.
Foco ligeiramente negativo
Não corte muito rápido.

De outra forma:

Fácil: Bordas derretidas, rebarbas

4) Tubo de cobre

Características: Refletividade mais elevada.

Pontas:

Deve:

Utilize um laser antirreflexo.
Reduza a potência adequadamente.
Garantir a concentricidade do bocal

De outra forma: É extremamente fácil queimar a lente.

5) Tubo galvanizado

Pontas:

Evitar: Estadias prolongadas e contínuas.

De outra forma:

volatilização da camada de zinco
Fácil de respingar
Aumento de fumaça e poeira
Contaminação da lente

Recomendação:

Aumente a pressão do gás auxiliar.

3. Técnicas de Fixação de Tubos

A fixação determina a precisão do corte a laser em tubos.

Uma fixação excelente deve atender aos seguintes requisitos:

Sem deslizamento
Sem deformação
Alta coaxialidade

1) Tubos longos

Excedendo: 6 metros

Recomendação:

Adicionar apoios de acompanhamento intermediários.
Evite que a tubulação ceda.

De outra forma:

Leva facilmente a alterações na circularidade.
Diminuição da precisão

2) Tubos de paredes finas

Recomendação:

Reduza a pressão de fixação do mandril.

Evitar: Deformação.

Especialmente indicado para: espessura de parede de 0,8 a 2 mm

3) Tubos de pequeno diâmetro

Por exemplo:

Φ10~30mm

Recomendação:

Utilize mordentes específicos.

Caso contrário, é provável que ocorra excentricidade.

4) Tubos de grande diâmetro

Recomendação:

Reduza a velocidade de rotação adequadamente.

Evite: Vibração centrífuga.

4. Técnicas de ajuste da posição de foco

O foco determina a qualidade do corte.

Geralmente:

Foco positivo: O foco está localizado na superfície da placa.
Foco negativo: O foco penetra no material.
O foco positivo é adequado para: Tubos de paredes finas.
O foco negativo é adequado para: Tubos de paredes espessas.
Experiência: Quanto mais espessa a parede, mais negativo é o foco.

5. Técnicas de ajuste do bico

O centro do bocal deve ser:

Estritamente coaxial.

Caso contrário, fica propenso a:

Sopro descentrado
Rajadas
Acúmulo de escória

Recomendação: Verifique a coxialidade diariamente.

A distância do bocal é normalmente de 0,8 a 1,2 mm.

Muito perto: Impacto na placa.

Muito longe: Divergência do fluxo de ar.

6. Técnicas de seleção de gases auxiliares

Gases	Características	Formulários
Oxigênio	Corte rápido	Aço carbono de paredes espessas
Azoto	Sem oxidação	Aço inoxidável
Ar	Baixo custo	Usinagem geral
Gases	Corte rápido	Alumínio, titânio, etc.

7. Técnicas para melhorar a qualidade do corte

1) Controle o tempo de perfuração

Não fure por muito tempo, senão é fácil queimar a madeira.

Recomendação: Perfuração progressiva.

2) Organize o caminho de corte de forma adequada

Princípio: Primeiro o furo interno.

Contorno externo posteriormente.

Evitar que as peças se soltem.

3) Evite temperaturas elevadas contínuas

Para cortes contínuos de longa duração, recomenda-se: Processar em seções.

Reduzir: Deformação térmica.

4) Mantenha os materiais limpos

Para manchas de óleo e ferrugem, recomenda-se:

Trate-os primeiro.

Caso contrário, é fácil:

Afeta a absorção da luz.

8. Técnicas de corte de tubos redondos

Os tubos redondos são mais propensos a:

Vibração.

Recomendação: Reduza adequadamente a velocidade de rotação.

Para furos grandes:

Recomendação: Corte em múltiplos segmentos.

Evite: Deformação.

9. Técnicas de corte de tubos quadrados

Características: O calor se concentra nos quatro cantos.

Recomendação: Reduza a velocidade adequadamente nas curvas.

Melhorar: Precisão nas curvas.

10. Técnicas de corte a laser de fibra em tubos retangulares

Tubos retangulares: Os lados mais compridos são propensos à vibração.

Sugestão: Adicionar suporte.

Evite cortes deslocados.

11. Técnicas de corte de tubos irregulares

Incluindo:

Tubos elípticos
tubos em forma de D
Tubos em forma de H
Aço canal
Vigas I
Aço angular

Sugestão:

Crie um modelo 3D com antecedência.
Use a detecção automática de bordas.
Garanta o posicionamento correto.

12. Métodos para reduzir rebarbas

As rebarbas são geralmente causadas pelos seguintes fatores:

Energia insuficiente
Velocidade excessiva
Erro de foco
Pressão de ar insuficiente
Desgaste do bico
Desalinhamento do bico

Medidas de melhoria:

Ajuste a potência e a velocidade de acordo com a compatibilidade.
Posição de foco correta.
Aumentar a pressão do gás auxiliar.
Substitua os bicos injetores desgastados.
Verificar coaxialidade do bocal.

13. Métodos para melhorar a eficiência de corte

A eficiência geral da produção pode ser melhorada através das seguintes medidas:

Otimize o layout para melhorar o aproveitamento dos materiais.
Utilize sistemas automáticos de alimentação e descarga.
Utilizar tubulações de processo em lote com as mesmas especificações para reduzir o tempo de troca.
Criar uma biblioteca de parâmetros baseada na espessura do material para acesso com um único clique.
Calibre os equipamentos regularmente para reduzir retrabalho e tempo de inatividade.
Adotar lasers de alta potência e processos de corte inteligentes (como corte em movimento, corte em zigue-zague, fio condutor inteligente).

14. Problemas comuns no corte a laser de tubos e suas soluções

Formulário de perguntas e respostas sobre corte a laser de fibra tubular:

Problemas	Causas	Soluções
Rebarbas severas	Potência insuficiente, velocidade excessiva, baixa pressão do ar	Aumente a potência, diminua a velocidade, aumente a pressão do ar.
Corte incompleto	Erro de foco, potência insuficiente	Ajuste o foco, aumente a potência
Resíduo de escória	Pressão de ar insuficiente, desgaste do bico	Aumente a pressão do ar, troque o bico.
Superfície de corte amarelada	Pureza insuficiente de nitrogênio	Aumentar a pureza do gás
Corte excessivamente largo	Desalinhamento do foco, distância excessiva do bico	Ajuste o foco e a altura do bico.
Deformação do diâmetro	Velocidade excessiva, entrada de calor excessiva	Diminua a velocidade de rotação e otimize o percurso de corte.
vibração da tubulação	Suporte insuficiente, fixação instável.	Adicione suporte de acompanhamento, ajuste a força de fixação do mandril.

15. Técnicas de Manutenção de Equipamentos

Uma boa manutenção pode prolongar significativamente a vida útil do equipamento e manter a qualidade do corte de tubos.

Manutenção diária:

Limpe os bicos, as lentes de proteção e a área de trabalho.

Verificar a pressão do gás auxiliar e vazamentos na tubulação.

Limpe a poeira e a escória do mandril e dos trilhos-guia.

Manutenção semanal:

Verifique o sistema de refrigeração, o nível da água e a qualidade da água.

Lubrifique as peças móveis, como trilhos-guia, fusos de esferas e rolamentos.

Verificar o desgaste das garras do mandril e a precisão do posicionamento.

Manutenção Mensal:

Calibre o percurso do laser e a coaxialidade da cabeça de corte.

Verifique o estado de funcionamento dos cabos, tubulações de gás e sensores.

Faça backup dos parâmetros do processo de corte e atualize e otimize o banco de dados.

16. Técnicas de Operação Segura

Os operadores devem usar óculos de proteção a laser que atendam aos requisitos.

É estritamente proibido abrir as portas de segurança ou entrar em áreas perigosas enquanto o equipamento estiver em funcionamento.

Mantenha o sistema de extração de fumos e remoção de poeira em funcionamento normal para evitar o acúmulo de fumos.

Verifique regularmente os sistemas de refrigeração e elétrico para evitar superaquecimento e fugas de corrente. Ao processar materiais altamente reflexivos, como cobre e alumínio, certifique-se de que o laser possua proteção contra alta reflexão.

Ao processar tubos longos, certifique-se de que nenhum funcionário permaneça na área de rejeitos para evitar ferimentos causados pela rotação em alta velocidade ou pela queda de material.

17. Resumo

O corte a laser de fibra tubular de alta qualidade depende não apenas de equipamentos de alto desempenho, mas também da otimização abrangente de múltiplos aspectos, incluindo parâmetros do equipamento, métodos de fixação, controle de foco, gás auxiliar, trajetória de corte, propriedades do material e manutenção de rotina.

Ao estabelecer uma biblioteca padronizada de parâmetros de processo, implementar manutenção padronizada e gestão inteligente da produção, os seguintes objetivos podem ser alcançados de forma eficaz:

Melhore a precisão de corte e a qualidade do corte.
Reduzir rebarbas, escória e deformação térmica.
Aumentar a eficiência do processamento e a utilização de materiais.
Reduzir o consumo de gás, o consumo de energia e os custos de manutenção.
Prolongar a vida útil do laser, da cabeça de corte e do sistema de transmissão.
Atenda às demandas do processamento moderno de tubos para aplicações de alto volume, alta precisão e flexibilidade.

Para linhas de produção modernas de corte a laser de fibra tubular equipadas com alimentação automática, descarregamento automático, mandris inteligentes e sistemas de posicionamento por visão, a combinação de gerenciamento digital de processos e sistema MES pode aprimorar ainda mais o nível de automação da produção e alcançar uma manufatura inteligente de alta eficiência e alta estabilidade.