Ключові технології системи лазерного різання труб
Металеві труби широко використовуються в авіабудуванні, машинобудуванні, автомобілебудуванні, нафтохімічній промисловості, сільськогосподарському машинобудуванні та інших галузях. У зв'язку з різними сценаріями застосування, деталі різних форм і розмірів повинні бути оброблені для задоволення потреб різних галузей промисловості. Технологія лазерної обробки особливо підходить для обробки різних металевих труб. Система лазерного різання труб має характеристики високої гнучкості і високої автоматизації, і може реалізувати режим виробництва невеликих партій і декількох різновидів різних матеріалів.
Система фокусування світловоду
Функція системи фокусування світловоду полягає в спрямуванні світлового променя, що випускається лазерним генератором, на ріжучу головку фокусуючого світлового тракту. Для лазерного різання труб, щоб отримати якісні розрізи, діаметр плями фокусування сфокусованого променя повинен бути невеликим, а потужність - високою. Це змушує лазерний генератор працювати в режимах низького порядку. Коли трубки для лазерного різанняДля того, щоб отримати відносно малий діаметр фокусування променя, порядок поперечної моди лазера повинен бути невеликим, бажано, щоб це була основна мода. Ріжуча головка обладнання для лазерного різання оснащена фокусуючою лінзою. Після фокусування лазерного променя лінзою можна отримати меншу фокусуючу пляму, що дозволяє виконувати якісне різання труб.
Керування траєкторією ріжучої головки
При різанні труб оброблювана труба належить до просторової криволінійної поверхні з відносно складною формою. Якщо вона запрограмована звичайними методами, її буде важко обробити. Це вимагає від оператора вибору правильного шляху обробки і відповідних опорних точок відповідно до вимог обробки, а також використання системи ЧПУ для запису подачі кожної осі і значення координат опорної точки. Потім, за допомогою функції просторової лінійної та кругової інтерполяції Система лазерного різання труб з ЧПУзаписується значення координати процесу обробки і генерується програма обробки.
Автоматичне керування фокусом лазерного різання
Контроль положення фокусу при лазерному різанні є важливим фактором, що впливає на якість різання. Однією з ключових технологій лазерного різання труб є утримання фокусу перпендикулярно поверхні заготовки незмінним за допомогою автоматичних пристроїв вимірювання і контролю. Завдяки інтеграції контролю положення фокусу лазера з лінійною віссю (X-Y-Z) системи лазерної обробки, рух лазерної ріжучої головки стає легшим і гнучкішим, а положення фокусу можна чітко визначити, уникаючи зіткнення ріжучої головки з трубою, що ріжеться, або іншими об'єктами під час обробки.
Вплив основних параметрів процесу
- Вплив оптичної потужності
Для лазерних генераторів з безперервним виходом хвилі розмір потужності лазера буде мати важливий вплив на лазерне різання. Теоретично, чим більша потужність лазера обладнання для лазерного різання труб, тим більшу швидкість різання можна отримати, але в поєднанні з характеристиками самої труби максимальна потужність різання не є найкращим вибором. При збільшенні потужності різання змінюється і сам режим лазера, що вплине на фокусування лазерного променя. У реальній обробці ми часто вибираємо отримання найвищої щільності потужності у фокусі, коли вона менша за максимальну потужність, щоб забезпечити ефективність та якість різання всього лазерного різання.
- Вплив швидкості різання
При лазерному різанні труб швидкість різання повинна бути в певному діапазоні, щоб отримати кращу якість різання. Якщо швидкість різання занадто низька, на поверхні труби буде накопичуватися занадто багато тепла, зона термічного впливу збільшиться, щілина стане ширшою, а розплавлений матеріал, що виділяється, буде обпалювати поверхню різу, роблячи поверхню різу шорсткою. При збільшенні швидкості різання середня ширина щілини по окружності труби стає меншою, і чим менший діаметр розрізаної труби, тим очевидніший цей ефект. Зі збільшенням швидкості різання час дії лазера скорочується, загальна енергія, що поглинається трубою, зменшується, температура на передньому кінці труби знижується, а ширина розрізу зменшується. Якщо швидкість різання занадто висока, труба не буде прорізана наскрізь або буде різатися безперервно, що вплине на загальну якість різання.
- Вплив розміру діаметра труби
При лазерному різанні труб характеристики самої труби також мають великий вплив на процес обробки. Наприклад, розмір діаметра круглої труби має значний вплив на якість обробки. В результаті дослідження лазерного різання тонкостінних безшовних сталевих труб було виявлено, що коли обладнання для лазерного різання труб зберігає всі параметри процесу незмінними, ширина щілини буде продовжувати збільшуватися в міру збільшення діаметра труби.
- Тип і тиск допоміжного газу
При різанні неметалевих і деяких металевих труб як допоміжний газ можна використовувати стиснене повітря або інертний газ (наприклад, азот), тоді як для більшості металевих труб можна використовувати активний газ (наприклад, кисень). Після визначення типу допоміжного газу дуже важливо також визначити тиск допоміжного газу. При різанні труби з тонкою стінкою на більш високій швидкості тиск допоміжного газу слід збільшити, щоб запобігти зависанню шлаку на зрізі; при різанні більш товстої стінки або різанні на більш низькій швидкості тиск допоміжного газу слід відповідно зменшити, щоб запобігти непрорізанню або нерозрізанню труби.
При лазерному різанні труб положення фокусу променя також дуже важливе. Положення фокусу під час різання, як правило, знаходиться на поверхні труби, що ріжеться. Коли фокус знаходиться в кращому положенні, зазор при різанні є найменшим, ефективність різання є найвищою, а ефект різання також є найкращим.