Новости и события

Технологии лазерной резки труб с помощью волоконного лазера | Полное руководство

Технология лазерной резки труб с помощью волоконного лазера стала важнейшим процессом в металлообрабатывающей промышленности и широко применяется в стальных конструкциях, спортивном оборудовании, строительной технике, автомобильных деталях, мебельном производстве, сельскохозяйственной технике, лифтах, медицинском оборудовании, нефтепроводах и архитектурной отделке.

По сравнению с традиционными методами распиловки, плазменной и газовой резки, лазерная резка труб предлагает такие преимущества, как высокая точность, высокая скорость, гибкость обработки, высокая степень автоматизации и высокая эффективность использования материала.

Однако, чтобы действительно максимально повысить производительность... станок для лазерной резки трубОднако простого знания того, как работать с оборудованием, далеко недостаточно. Необходимы также навыки отладки оборудования, настройки параметров, методов зажима, знания свойств материалов, последовательности резки, контроля качества и технического обслуживания.

В следующем разделе будет подробно рассмотрены различные практические методы лазерной резки труб с точки зрения реального производственного процесса.

1. Основные принципы лазерной резки труб с помощью волоконного лазера.

Волоконный лазер генерирует высокоэнергетический лазерный луч, который фокусируется в чрезвычайно малое пятно с помощью фокусирующей линзы.

Плотность мощности в фокусной точке может достигать следующих значений:

10⁶~10⁸ Вт/см²

Материал подвергается следующим мгновенным процессам:

Плавление
Испарение
Окисление
Плавление и выдувание

Впоследствии вспомогательный газ отводит расплавленный шлак от зоны резания, образуя таким образом сплошную зону резания.

Весь процесс координируется и осуществляется следующими лицами:

Ось X
Ось Y
Ось Z
Ось вращения патрона
Ось трубчатого питания

2. Методы резки различных материалов

1) Труба из углеродистой стали

Функции:

Легко режется
Стабильный расплавленный бассейн
Самая низкая цена

Методы:

Преимущества использования кислорода:

Увеличенная скорость резки
Может резать более толстые материалы.

Примечание:

Оптимальная чистота кислорода: ≥99,95%

В противном случае:

Накопление шлака
Увеличение количества заусенцев
Обугленный срез

Рекомендация:

Для стен средней и большой толщины используйте кислород.

Для тонких стенок: воздух или азот.

2) Труба из нержавеющей стали

Функции:

Высокая отражательная способность.

Методы:

Рекомендация: Используйте исключительно азот под высоким давлением.

Преимущества:

Отсутствие окисления
Яркий срез
Хорошая свариваемость

Избегать:

Кислородная резка.

В противном случае:

Легко приводит к образованию: черных кромок, оксидного слоя, трудно поддается сварке.

3) Алюминиевая труба

Функции:

Высокая отражательная способность.

Рекомендация:

Используйте защитный лазер с высокой отражательной способностью.
Держите объектив в чистоте.
Слегка негативный фокус
Не режьте слишком быстро.

В противном случае:

Просто: плавление краев, заусенцы

4) Медная трубка

Характеристики: Наиболее высокая отражательная способность.

Советы:

Должен:

Используйте лазер с антибликовым покрытием.
Соответственно уменьшите мощность
Обеспечение соосности сопла

В противном случае: Объектив очень легко сжечь.

5) Оцинкованная труба

Советы:

Следует избегать: длительного пребывания в течение продолжительного времени.

В противном случае:

испарение цинкового слоя
Легко разбрызгивается
Усиление задымления и пыли.
Загрязнение линз

Рекомендация:

Увеличьте давление вспомогательного газа.

3. Методы зажима труб

Точность лазерной резки труб определяется способом зажима.

Качественное зажимное устройство должно соответствовать следующим требованиям:

Отсутствие проскальзывания
Отсутствие деформации
Высокая соосность

1) Длинные трубы

Превышение: 6 метров

Рекомендация:

Добавьте промежуточные меры поддержки.
Предотвратите провисание труб.

В противном случае:

Легко приводит к изменению округлости.
Снижение точности

2) Тонкостенные трубы

Рекомендация:

Снизьте давление зажима патрона.

Избегать: Деформация.

Специально для толщины стенки: 0,8–2 мм

3) Трубы малого диаметра

Например:

Φ10~30 мм

Рекомендация:

Используйте специальные зажимные губки.

В противном случае, эксцентричность весьма вероятна.

4) Трубы большого диаметра

Рекомендация:

Соответственно снизьте скорость вращения.

Избегайте центробежной вибрации.

4. Методы регулировки положения фокуса

Фокусировка определяет качество резки.

В целом:

Положительная фокусировка: Фокусировка осуществляется на поверхности пластины.
Отрицательный фокус: фокус направлен на материал.
Положительная фокусировка подходит для: тонкостенных трубок.
Метод отрицательной фокусировки подходит для: труб с толстыми стенками.
Опыт показывает: чем толще стена, тем сильнее негативный фокус.

5. Методы регулировки сопла

Центр сопла должен находиться в следующем положении:

Строго коаксиальный.

В противном случае, оно подвержено следующим последствиям:

Смещенное выдувание
Взрывы
Накопление шлака

Рекомендация: Ежедневно проверяйте соосность.

Обычно расстояние между соплом и трубой составляет 0,8–1,2 мм.

Слишком близко: удар о домашнюю пластину.

Слишком далеко зашло: расхождение воздушных потоков.

6. Методы выбора вспомогательного газа

Газы	Функции	Приложения
Кислород	Быстрая резка	Толстостенная углеродистая сталь
Азот	Отсутствие окисления	Нержавеющая сталь
Воздух	Бюджетный	Общая механическая обработка
Газы	Быстрая резка	Алюминий, титан и т. д.

7. Методы улучшения качества резки

1) Контроль времени бурения

Не сверлите слишком долго, иначе легко обжечься.

Рекомендация: Поэтапное бурение.

2) Разумно спланируйте траекторию вырубки.

Принцип: Сначала внутреннее отверстие.

Внешний контур будет определен позже.

Предотвратите отсоединение деталей.

3) Избегайте длительного воздействия высоких температур.

Для длительной непрерывной резки рекомендуется: обрабатывать по секциям.

Уменьшить: термическую деформацию.

4) Поддерживайте материалы в чистоте.

Для удаления масляных пятен и ржавчины рекомендуется:

Сначала займитесь их лечением.

В противном случае, легко сделать следующее:

Влияет на поглощение света.

8. Методы резки круглых труб

Круглые трубки наиболее подвержены следующим проблемам:

Вибрация.

Рекомендация: Соответственно снизить скорость вращения.

Для больших отверстий:

Рекомендация: Многосекционная резка.

Избегайте: Деформации.

9. Методы резки квадратных труб

Характеристики: Тепло концентрируется в четырех углах.

Рекомендация: Соответственно снижайте скорость на поворотах.

Улучшить: точность при поворотах.

10. Методы лазерной резки прямоугольных трубок волоконным лазером

Прямоугольные трубы: длинные стороны подвержены вибрации.

Предложение: Добавить поддержку.

Избегайте смещения при обрезке.

11. Нестандартные методы резки труб

Включая:

Эллиптические трубки
Трубы D-образной формы
Н-образные трубки
Швеллерная сталь
двутавровые балки
Уголковая сталь

Предположение:

Создайте 3D-модель заранее.
Используйте автоматическое определение границ.
Обеспечьте точное позиционирование.

12. Методы уменьшения количества заусенцев

Заусенцы обычно образуются по следующим причинам:

Недостаточная мощность
Превышение скорости
Ошибка фокусировки
Недостаточное давление воздуха
Износ сопла
Смещение сопла

Меры по улучшению:

Отрегулируйте согласование мощности и скорости.
Правильное положение фокуса.
Увеличьте давление вспомогательного газа.
Замените изношенные форсунки.
Проверьте соосность сопла.

13. Методы повышения эффективности резки

Общую эффективность производства можно повысить с помощью следующих мер:

Оптимизация компоновки для повышения эффективности использования материалов.
Используйте автоматизированные системы подачи и выгрузки.
Трубопроводы для пакетной обработки имеют одинаковые технические характеристики, что позволяет сократить время переналадки.
Создайте библиотеку параметров на основе толщины материала для доступа одним щелчком мыши.
Регулярно калибруйте оборудование, чтобы сократить объем доработок и время простоя.
Внедрить мощные лазеры и интеллектуальные процессы резки (такие как летящая резка, резка методом "лягушачьего прыжка", интеллектуальная резка проводником).

14. Типичные проблемы и решения при лазерной резке труб.

Форма вопросов и ответов по лазерной резке волоконных труб:

Проблемы	Причины	Решения
Сильные заусенцы	Недостаточная мощность, чрезмерная скорость, низкое давление воздуха.	Увеличьте мощность, уменьшите скорость, увеличьте давление воздуха.
Неполный разрез	Ошибка фокусировки, недостаточная мощность	Настройте фокус, увеличьте мощность
Остатки шлака	Недостаточное давление воздуха, износ сопла.	Увеличьте давление воздуха, замените форсунку.
Пожелтевшая поверхность среза	Недостаточная чистота азота	Повышение чистоты газа
Чрезмерно широкий пропил	Несоосность фокусировки, чрезмерное расстояние между соплом и корпусом.	Отрегулируйте фокус и высоту сопла.
Деформация диаметра	Чрезмерная скорость, чрезмерный подвод тепла	Снизьте скорость вращения, оптимизируйте траекторию резки.
Вибрация трубы	Недостаточная опора, нестабильное крепление.	Добавьте дополнительную поддержку, отрегулируйте усилие зажима патрона.

15. Методы технического обслуживания оборудования

Качественное техническое обслуживание может значительно продлить срок службы оборудования и поддерживать высокое качество резки труб.

Ежедневное техническое обслуживание:

Очистите форсунки, защитные линзы и рабочую зону.

Проверьте давление вспомогательного газа и наличие утечек в трубопроводе.

Очистите патрон и направляющие от пыли и шлака.

Еженедельное обслуживание:

Проверьте систему охлаждения, уровень воды и ее качество.

Смажьте движущиеся части, такие как направляющие, ходовые винты и подшипники.

Проверьте износ зажимных губок патрона и точность их позиционирования.

Ежемесячное обслуживание:

Выполните калибровку траектории лазерного луча и соосности режущей головки.

Проверьте рабочее состояние кабелей, газопроводов и датчиков.

Создайте резервную копию параметров процесса резки, а также обновите и оптимизируйте базу данных.

16. Методы безопасной эксплуатации

Операторы обязаны носить соответствующие защитные очки для работы с лазером.

Строго запрещается открывать защитные двери или входить в опасные зоны во время работы оборудования.

Для предотвращения скопления дымовых газов необходимо поддерживать систему вытяжки и пылеудаления в рабочем состоянии.

Регулярно проверяйте системы охлаждения и электропитания, чтобы предотвратить перегрев и утечки тока. При обработке материалов с высокой отражательной способностью, таких как медь и алюминий, убедитесь, что лазер имеет защиту от высокого отражения.

При обработке длинных труб необходимо следить за тем, чтобы в зоне хвостохранилища не оставалось персонала, чтобы предотвратить травмы, вызванные высокоскоростным вращением или падением материала.

17. Резюме

Высококачественная лазерная резка труб с использованием волоконного лазера зависит не только от высокопроизводительного оборудования, но и от комплексной оптимизации множества аспектов, включая параметры оборудования, методы зажима, контроль фокусировки, вспомогательный газ, траекторию резки, свойства материала и плановое техническое обслуживание.

Создание стандартизированной библиотеки параметров процесса, внедрение стандартизированного технического обслуживания и интеллектуального управления производством позволяют эффективно достичь следующих целей:

Повысьте точность резки и качество пропила.
Уменьшение образования заусенцев, шлака и термической деформации.
Повышение эффективности обработки и рационального использования материалов.
Сократите потребление газа, электроэнергии и затраты на техническое обслуживание.
Увеличьте срок службы лазера, режущей головки и системы передачи.
Соответствует требованиям современной обработки труб для крупносерийного, высокоточного и гибкого применения.

Для современных линий лазерной резки труб с использованием волоконного лазера, оснащенных автоматической подачей, автоматической выгрузкой, интеллектуальными зажимными устройствами и системами визуального позиционирования, сочетание цифрового управления процессами и системы MES позволяет еще больше повысить уровень автоматизации производства и обеспечить высокоэффективное и стабильное интеллектуальное производство.