Tin tức và sự kiện

Kỹ thuật cắt laser sợi quang dạng ống | Hướng dẫn toàn diện

Công nghệ cắt laser sợi quang dạng ống đã trở thành một quy trình quan trọng trong ngành công nghiệp gia công kim loại, được sử dụng rộng rãi trong kết cấu thép, thiết bị thể dục, máy móc xây dựng, phụ tùng ô tô, sản xuất đồ nội thất, máy móc nông nghiệp, thang máy, thiết bị y tế, đường ống dẫn dầu và trang trí kiến trúc.

So với các phương pháp cắt truyền thống như cưa, cắt plasma và cắt bằng ngọn lửa, cắt ống bằng laser mang lại nhiều ưu điểm như độ chính xác cao, tốc độ nhanh, khả năng gia công linh hoạt, mức độ tự động hóa cao và hiệu quả sử dụng vật liệu cao.

Tuy nhiên, để thực sự tối đa hóa hiệu suất của một máy cắt laser ốngTuy nhiên, chỉ biết cách vận hành thiết bị thôi là chưa đủ. Việc nắm vững các kỹ thuật gỡ lỗi thiết bị, cài đặt thông số, phương pháp kẹp, đặc tính vật liệu, trình tự cắt, kiểm soát chất lượng và bảo trì cũng rất cần thiết.

Phần tiếp theo sẽ giới thiệu một cách toàn diện các kỹ thuật thực tiễn khác nhau để cắt ống bằng laser từ góc độ sản xuất thực tế.

1. Nguyên lý cơ bản của cắt laser sợi quang dạng ống

Laser sợi quang tạo ra chùm tia laser năng lượng cao, được hội tụ thành một điểm cực nhỏ bằng thấu kính hội tụ.

Mật độ công suất tại tiêu điểm có thể đạt tới:

10⁶~10⁸ W/cm²

Vật liệu trải qua các quá trình tức thời sau:

Tan chảy
Sự bay hơi
Quá trình oxy hóa
Tan chảy và thổi

Tiếp theo, khí phụ trợ thổi xỉ nóng chảy ra khỏi vết cắt, do đó tạo thành một vết cắt hoàn chỉnh.

Toàn bộ quy trình được điều phối và hoàn thành bởi:

Trục X
Trục Y
Trục Z
Trục quay mâm cặp
Trục cho ăn qua ống

2. Các kỹ thuật cắt cho các loại vật liệu khác nhau

1) Ống thép cacbon

Đặc trưng:

Dễ cắt
Hồ nóng chảy ổn định
Chi phí thấp nhất

Kỹ thuật:

Khi sử dụng oxy, có những ưu điểm sau:

Tốc độ cắt được tăng lên
Có thể cắt vật liệu dày hơn

Ghi chú:

Độ tinh khiết oxy tối ưu: ≥99,95%

Nếu không thì:

Sự tích tụ xỉ
Tăng độ sắc nhọn
Vết cắt đen

Sự giới thiệu:

Sử dụng oxy cho các bức tường có độ dày trung bình đến dày.

Đối với tường mỏng: Dùng không khí hoặc nitơ.

2) Ống thép không gỉ

Đặc trưng:

Độ phản xạ cao.

Kỹ thuật:

Khuyến nghị: Chỉ sử dụng khí nitơ áp suất cao.

Thuận lợi:

Không bị oxy hóa
Cắt sáng
Khả năng hàn tốt

Tránh xa:

Cắt bằng oxy.

Nếu không thì:

Dễ gây ra: Viền đen, lớp oxit, khó hàn

3) Ống nhôm

Đặc trưng:

Độ phản xạ cao.

Sự giới thiệu:

Sử dụng laser bảo vệ có độ phản xạ cao.
Giữ cho ống kính luôn sạch sẽ.
Tiêu điểm hơi âm
Đừng cắt quá nhanh.

Nếu không thì:

Dễ: Làm tan chảy các cạnh, loại bỏ gờ

4) Ống đồng

Đặc trưng: Khả năng phản xạ mạnh nhất.

Mẹo:

Phải:

Sử dụng tia laser chống phản xạ
Giảm công suất một cách thích hợp
Đảm bảo độ đồng tâm của vòi phun

Nếu không thì: Rất dễ làm cháy ống kính.

5) Ống mạ kẽm

Mẹo:

Nên tránh: Lưu trú dài hạn liên tục.

Nếu không thì:

Sự bay hơi của lớp kẽm
Dễ bị bắn tung tóe
Lượng khói và bụi tăng lên.
Nhiễm bẩn thấu kính

Sự giới thiệu:

Tăng áp suất khí phụ trợ.

3. Kỹ thuật kẹp ống

Độ chính xác của việc cắt ống bằng laser phụ thuộc vào lực kẹp.

Khả năng kẹp tốt cần đáp ứng các yêu cầu sau:

Không trượt
Không biến dạng
Độ đồng trục cao

1) Ống dài

Vượt quá: 6 mét

Sự giới thiệu:

Bổ sung các biện pháp hỗ trợ theo dõi trung gian.
Ngăn ngừa tình trạng ống bị võng.

Nếu không thì:

Dễ dẫn đến thay đổi về độ tròn.
Giảm độ chính xác

2) Ống thành mỏng

Sự giới thiệu:

Giảm lực kẹp mâm cặp.

Tránh xa: Sự biến dạng.

Đặc biệt thích hợp cho: Thành dày 0.8~2mm

3) Ống có đường kính nhỏ

Ví dụ:

Φ10~30mm

Sự giới thiệu:

Sử dụng kìm chuyên dụng.

Ngược lại, tính lập dị rất dễ xảy ra.

4) Ống có đường kính lớn

Sự giới thiệu:

Giảm tốc độ quay xuống mức thích hợp.

Tránh: Rung động ly tâm.

4. Kỹ thuật điều chỉnh vị trí lấy nét

Độ lấy nét quyết định chất lượng đường cắt.

Nói chung là:

Tiêu điểm dương: Tiêu điểm nằm trên bề mặt tấm ảnh.
Tiêu điểm âm: Tiêu điểm đi vào đối tượng.
Tiêu điểm dương phù hợp với: Ống có thành mỏng.
Tiêu cự âm thích hợp cho: Ống có thành dày.
Kinh nghiệm: Tường càng dày, tiêu điểm càng nghiêng về phía tiêu cực.

5. Kỹ thuật điều chỉnh vòi phun

Tâm vòi phun phải nằm ở vị trí:

Hoàn toàn đồng trục.

Nếu không, nó dễ dẫn đến:

Thổi lệch tâm
Những đợt bùng phát
Sự tích tụ xỉ

Sự giới thiệu: Kiểm tra độ đồng trục hàng ngày.

Khoảng cách giữa các vòi phun thường là: 0,8~1,2mm

Quá gần: Va chạm vào đĩa.

Quá xa: Luồng không khí bị phân tán.

6. Kỹ thuật lựa chọn khí phụ trợ

Khí	Đặc trưng	Các ứng dụng
Ôxy	Cắt nhanh	Thép cacbon thành dày
Nitơ	Không bị oxy hóa	Thép không gỉ
Không khí	Chi phí thấp	Gia công cơ khí tổng quát
Khí	Cắt nhanh	Nhôm, titan, v.v.

7. Các kỹ thuật để nâng cao chất lượng cắt

1) Kiểm soát thời gian khoan

Không nên khoan quá lâu, nếu không sẽ dễ bị cháy.

Khuyến nghị: Khoan từng bước.

2) Sắp xếp đường cắt hợp lý

Nguyên tắc: Lỗ bên trong đi trước.

Đường viền bên ngoài sẽ được vẽ sau.

Ngăn các bộ phận rơi ra.

3) Tránh nhiệt độ cao liên tục

Đối với việc cắt liên tục trong thời gian dài, nên thực hiện theo phương pháp: Cắt theo từng đoạn.

Giảm thiểu: Biến dạng nhiệt.

4) Giữ gìn vật liệu sạch sẽ

Đối với vết dầu mỡ và rỉ sét, nên thực hiện các bước sau:

Hãy điều trị cho họ trước tiên.

Nếu không, bạn có thể dễ dàng:

Ảnh hưởng đến sự hấp thụ ánh sáng.

8. Kỹ thuật cắt ống tròn

Ống tròn dễ bị:

Sự rung động.

Khuyến nghị: Giảm tốc độ quay xuống mức thích hợp.

Đối với các lỗ lớn:

Khuyến nghị: Cắt thành nhiều đoạn.

Tránh: Biến dạng.

9. Kỹ thuật cắt ống vuông

Đặc điểm: Nhiệt tập trung ở bốn góc.

Khuyến nghị: Giảm tốc độ phù hợp khi vào cua.

Cải thiện: Độ chính xác khi vào cua.

10. Kỹ thuật cắt laser sợi quang ống hình chữ nhật

Ống hình chữ nhật: Các cạnh dài dễ bị rung lắc.

Gợi ý: Thêm hỗ trợ.

Tránh cắt lệch.

11. Kỹ thuật cắt ống không đều

Bao gồm:

Ống hình elip
ống hình chữ D
Ống hình chữ H
Thép hình chữ U
Dầm chữ I
Thép góc

Gợi ý:

Tạo mô hình 3D trước.
Sử dụng tính năng tự động tìm cạnh.
Đảm bảo định vị chính xác.

12. Các phương pháp giảm gờ

Các vết gờ thường do các yếu tố sau gây ra:

Nguồn điện không đủ
Tốc độ quá cao
Lỗi lấy nét
Áp suất không khí không đủ
Sự mài mòn của vòi phun
Sự lệch hướng của vòi phun

Các biện pháp cải thiện:

Điều chỉnh công suất và tốc độ cho phù hợp.
Điều chỉnh vị trí lấy nét.
Tăng áp suất khí phụ trợ.
Thay thế các vòi phun đã mòn.
Kiểm tra độ đồng trục của vòi phun.

13. Các phương pháp nâng cao hiệu quả cắt

Hiệu quả sản xuất tổng thể có thể được cải thiện thông qua các biện pháp sau:

Tối ưu hóa bố cục để cải thiện việc sử dụng vật liệu.
Sử dụng hệ thống cấp liệu và dỡ hàng tự động.
Sử dụng các đường ống có cùng thông số kỹ thuật trong quy trình sản xuất theo lô để giảm thời gian chuyển đổi.
Xây dựng thư viện tham số dựa trên độ dày vật liệu để truy cập chỉ bằng một cú nhấp chuột.
hiệu chỉnh thiết bị thường xuyên để giảm thiểu việc làm lại và thời gian ngừng hoạt động.
Áp dụng công nghệ laser công suất cao và quy trình cắt thông minh (như cắt bay, cắt nhảy cóc, dây dẫn thông minh).

14. Các vấn đề thường gặp khi cắt ống bằng laser và giải pháp

Mẫu Hỏi & Đáp về Cắt Laser Sợi Ống:

Vấn đề	Nguyên nhân	Giải pháp
Gai nhọn nghiêm trọng	Công suất không đủ, tốc độ quá cao, áp suất không khí thấp	Tăng công suất, giảm tốc độ, tăng áp suất không khí.
vết cắt chưa hoàn chỉnh	Lỗi lấy nét, công suất không đủ	Điều chỉnh tiêu cự, tăng công suất
Cặn xỉ	Áp suất không khí không đủ, vòi phun bị mòn.	Tăng áp suất không khí, thay vòi phun.
Mặt cắt bị ố vàng	Độ tinh khiết của nitơ không đủ	Tăng độ tinh khiết của khí
Đường cắt quá rộng	Sai lệch tiêu điểm, khoảng cách vòi phun quá lớn	Điều chỉnh tiêu cự và chiều cao vòi phun.
Biến dạng đường kính	Tốc độ quá cao, lượng nhiệt đầu vào quá lớn	Giảm tốc độ quay, tối ưu hóa đường cắt
rung động đường ống	Hỗ trợ không đủ, kẹp không ổn định	Thêm hỗ trợ tiếp theo, điều chỉnh lực kẹp mâm cặp.

15. Kỹ thuật bảo trì thiết bị

Bảo trì tốt có thể kéo dài đáng kể tuổi thọ thiết bị và duy trì chất lượng cắt ống.

Bảo trì hàng ngày:

Vệ sinh vòi phun, thấu kính bảo vệ và khu vực làm việc.

Kiểm tra áp suất khí phụ trợ và rò rỉ đường ống.

Làm sạch bụi và xỉ hàn khỏi mâm cặp và thanh dẫn hướng.

Bảo trì hàng tuần:

Kiểm tra hệ thống làm mát, mực nước và chất lượng nước.

Bôi trơn các bộ phận chuyển động như thanh dẫn hướng, trục vít và ổ bi.

Kiểm tra độ mòn của ngàm kẹp và độ chính xác định vị.

Bảo trì hàng tháng:

Hiệu chỉnh đường đi của tia laser và độ đồng trục của đầu cắt.

Kiểm tra tình trạng hoạt động của dây cáp, đường ống dẫn khí và cảm biến.

Sao lưu các thông số quy trình cắt, cập nhật và tối ưu hóa cơ sở dữ liệu.

16. Kỹ thuật vận hành an toàn

Người vận hành phải đeo kính bảo hộ laser đạt tiêu chuẩn.

Nghiêm cấm tuyệt đối việc mở cửa an toàn hoặc đi vào khu vực nguy hiểm khi thiết bị đang hoạt động.

Duy trì hệ thống hút khói và loại bỏ bụi hoạt động bình thường để ngăn ngừa sự tích tụ khói.

Thường xuyên kiểm tra hệ thống làm mát và điện để tránh quá nhiệt và rò rỉ điện. Khi gia công các vật liệu có độ phản xạ cao như đồng và nhôm, hãy đảm bảo laser có khả năng chống phản xạ cao.

Khi xử lý các ống dài, hãy đảm bảo không có nhân viên nào ở lại khu vực chất thải để tránh bị thương do quay tốc độ cao hoặc vật liệu rơi xuống.

17. Tóm tắt

Cắt laser sợi quang ống chất lượng cao không chỉ phụ thuộc vào thiết bị hiệu suất cao mà còn vào việc tối ưu hóa toàn diện nhiều khía cạnh, bao gồm các thông số thiết bị, phương pháp kẹp, điều khiển tiêu điểm, khí phụ trợ, đường cắt, đặc tính vật liệu và bảo trì định kỳ.

Bằng cách thiết lập thư viện thông số quy trình tiêu chuẩn hóa, thực hiện bảo trì tiêu chuẩn hóa và quản lý sản xuất thông minh, các mục tiêu sau đây có thể được đạt được một cách hiệu quả:

Cải thiện độ chính xác khi cắt và chất lượng đường cắt.
Giảm thiểu bavia, xỉ và biến dạng nhiệt.
Tăng hiệu quả xử lý và tối ưu hóa việc sử dụng vật liệu.
Giảm tiêu thụ nhiên liệu, điện năng và chi phí bảo trì.
Kéo dài tuổi thọ của laser, đầu cắt và hệ thống truyền động.
Đáp ứng nhu cầu gia công ống hiện đại cho các ứng dụng sản xuất số lượng lớn, độ chính xác cao và tính linh hoạt.

Đối với các dây chuyền sản xuất cắt laser sợi quang ống hiện đại được trang bị hệ thống cấp phôi tự động, hệ thống dỡ phôi tự động, mâm cặp thông minh và hệ thống định vị bằng thị giác, sự kết hợp giữa quản lý quy trình số và hệ thống MES có thể nâng cao hơn nữa mức độ tự động hóa sản xuất và đạt được sản xuất thông minh hiệu quả cao và ổn định cao.