Schlüsseltechnologien des Rohrlaserschneidsystems
Metallrohre werden häufig im Flugzeugbau, im Maschinenbau, in der Automobilindustrie, in der petrochemischen Industrie, in der Landwirtschaft und in anderen Branchen verwendet. Aufgrund der unterschiedlichen Anwendungsszenarien müssen Teile verschiedener Formen und Größen bearbeitet werden, um den Anforderungen der verschiedenen Branchen gerecht zu werden. Die Laserbearbeitungstechnologie eignet sich besonders für die Bearbeitung verschiedener Metallrohre. Das Laserschneidsystem für Rohre zeichnet sich durch hohe Flexibilität und hohe Automatisierung aus und kann die Produktion von Kleinserien und mehreren Sorten verschiedener Materialien realisieren.
Lichtleiter-Fokussierungssystem
Die Funktion des Lichtleitersystems besteht darin, den vom Lasergenerator ausgegebenen Lichtstrahl zum Schneidkopf des fokussierten Lichtwegs zu leiten. Um beim Laserschneiden von Rohren qualitativ hochwertige Schlitze zu erhalten, muss der Durchmesser des Fokussierpunkts des fokussierten Strahls klein und die Leistung hoch sein. Dies führt dazu, dass der Lasergenerator Moden niedriger Ordnung ausgibt. Wenn Laserschneiden von RohrenUm einen relativ kleinen Strahlfokussierungsdurchmesser zu erhalten, sollte die transversale Modeordnung des Lasers klein sein, vorzugsweise die Grundmode. Der Schneidkopf der Laserschneidanlage ist mit einer Fokussierungslinse ausgestattet. Nachdem der Laserstrahl durch die Linse fokussiert wurde, kann ein kleinerer Fokuspunkt erzielt werden, so dass ein qualitativ hochwertiges Schneiden von Rohren möglich ist.
Flugbahnsteuerung des Schneidkopfes
Beim Rohrschneiden gehört das zu bearbeitende Rohr zu einer räumlich gekrümmten Fläche mit einer relativ komplexen Form. Wenn es mit konventionellen Methoden programmiert wird, ist es schwierig zu bearbeiten. Dies erfordert, dass der Bediener den richtigen Bearbeitungsweg und geeignete Referenzpunkte entsprechend den Bearbeitungsanforderungen auswählt und das CNC-System verwendet, um den Vorschub jeder Achse und den Koordinatenwert des Referenzpunktes aufzuzeichnen. Durch die räumliche Linear- und Kreisinterpolationsfunktion der CNC-Rohrlaserschneidanlagewird der Koordinatenwert des Verarbeitungsprozesses aufgezeichnet und das Verarbeitungsprogramm erstellt.
Automatische Steuerung der Brennpunktposition beim Laserschneiden
Die Steuerung der Fokusposition beim Laserschneiden ist ein wichtiger Faktor, der die Schnittqualität beeinflusst. Eine der Schlüsseltechnologien des Laserschneidens von Rohren besteht darin, den Fokus durch automatische Mess- und Steuergeräte unverändert senkrecht zur Werkstückoberfläche zu halten. Durch die Integration der Steuerung der Laserfokusposition mit der linearen Achse (X-Y-Z) des Laserbearbeitungssystems ist die Bewegung des Laserschneidkopfs leichter und flexibler, und die Fokusposition kann eindeutig bestimmt werden, wodurch die Kollision des Schneidkopfs mit dem Schneidrohr oder anderen Objekten während der Bearbeitung vermieden wird.
Einfluss der wichtigsten Prozessparameter
- Einfluss der optischen Leistung
Bei Lasergeneratoren mit kontinuierlicher Wellenleistung hat die Größe der Laserleistung einen großen Einfluss auf das Laserschneiden. Theoretisch ist die Schneidgeschwindigkeit umso höher, je größer die Laserleistung der Laserschneidanlage für Rohre ist, aber in Verbindung mit den Eigenschaften des Rohrs selbst ist die maximale Schneidleistung nicht die beste Wahl. Wenn die Schneidleistung erhöht wird, ändert sich auch der Lasermodus selbst, was sich auf die Fokussierung des Laserstrahls auswirken wird. In der Praxis entscheiden wir uns oft dafür, die höchste Leistungsdichte im Brennpunkt zu erzielen, wenn sie unter der maximalen Leistung liegt, um die Effizienz und Schnittqualität des gesamten Laserschneidens zu gewährleisten.
- Einfluss der Schnittgeschwindigkeit
Beim Laserschneiden von Rohren muss die Schneidgeschwindigkeit innerhalb eines bestimmten Bereichs liegen, um eine bessere Schnittqualität zu erzielen. Wenn die Schneidgeschwindigkeit zu langsam ist, sammelt sich zu viel Wärme auf der Rohroberfläche an, die Wärmeeinflusszone wird größer, der Schlitz wird breiter und das austretende Heißschmelzmaterial verbrennt die Oberfläche des Schnitts, wodurch die Oberfläche des Schnitts rau wird. Mit zunehmender Schneidgeschwindigkeit wird die durchschnittliche Spaltbreite des Rohrumfangs kleiner, und je kleiner der Durchmesser des geschnittenen Rohrs ist, desto deutlicher ist dieser Effekt. Mit zunehmender Schneidgeschwindigkeit verkürzt sich die Einwirkungszeit des Lasers, die vom Rohr absorbierte Gesamtenergie nimmt ab, die Temperatur am vorderen Ende des Rohrs sinkt und die Spaltbreite nimmt ab. Ist die Schneidgeschwindigkeit zu hoch, wird das Rohr nicht durchgeschnitten oder kontinuierlich geschnitten, was die Gesamtschneidqualität beeinträchtigt.
- Einfluss der Größe des Rohrdurchmessers
Beim Laserschneiden von Rohren haben auch die Eigenschaften des Rohrs selbst einen großen Einfluss auf den Bearbeitungsprozess. So hat beispielsweise die Größe des Durchmessers des Rundrohrs einen erheblichen Einfluss auf die Bearbeitungsqualität. Bei der Untersuchung des Laserschneidens von dünnwandigen, nahtlosen Stahlrohren wurde festgestellt, dass bei unveränderten Prozessparametern der Laserschneidanlage für Rohre die Spaltbreite mit zunehmendem Rohrdurchmesser immer größer wird.
- Art und Druck des Hilfsgases
Beim Schneiden von nichtmetallischen und einigen metallischen Rohren kann Druckluft oder Inertgas (wie Stickstoff) als Hilfsgas verwendet werden, während für die meisten Metallrohre aktives Gas (wie Sauerstoff) verwendet werden kann. Nachdem die Art des Hilfsgases bestimmt wurde, ist es auch sehr wichtig, den Druck des Hilfsgases zu bestimmen. Beim Schneiden eines dünnwandigen Rohrs mit höherer Geschwindigkeit sollte der Druck des Hilfsgases erhöht werden, um zu verhindern, dass Schlacke am Schnitt hängen bleibt; beim Schneiden einer dickeren Wand oder bei langsamerer Geschwindigkeit sollte der Druck des Hilfsgases entsprechend reduziert werden, um zu verhindern, dass das Rohr nicht durchgeschnitten oder nicht geschnitten wird.
Beim Laserschneiden von Rohren ist auch die Position des Strahlfokus sehr wichtig. Der Fokus befindet sich beim Schneiden im Allgemeinen auf der Oberfläche des zu schneidenden Rohrs. Wenn sich der Fokus in einer besseren Position befindet, ist der Schneidspalt am kleinsten, die Schneideffizienz am höchsten und der Schneideffekt am besten.
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