Что собой представляет процедура лазерной резки труб : описание и особености, фото

Лазерный станок для резки труб

Трудно представить область деятельности, где не использовались бы изделия из труб. Трубопроводы применяются практически во всех отраслях, например таких, как:

  • строительство;
  • промышленность;
  • транспорт;
  • энергоснабжение;
  • водоснабжение;
  • авиация;
  • автомобилестроение.

Технический прогресс привел к тому, что повысились требования к тщательности сопряжения деталей.

Обеспечить соединение нескольких труб в одной точке, как на приведенном ниже рисунке, не представляется возможным без точного реза с качественной кромкой.

Способы резки металлических труб

Различают механические и термические способы резки. Применение механических способов не обеспечивает гладкого реза. Кромка нуждается в дополнительной шлифовке, что снижает производительность процесса. Кроме того, заготовка в процессе механической резки нуждается в жесткой фиксации, иначе не выдерживается заданная геометрия обработки.

Более высокую точность обеспечивает гидроабразивная резка, когда в качестве носителя используется жидкость вперемешку с абразивом, например песком, подающаяся под сверхвысоким давлением.

Такая технология не обладает достаточной производительностью.

Этих недостатков лишены термические способы резки следующих видов:

  1. Газовая резка. Осуществляется на специальных станках, которые управляют газовой горелкой. Они практичны, эффективны, могут резать трубы из различных материалов, но кромка нуждается дополнительной обработке.
  2. Плазменная резка. Под таковой подразумевается обработка узконаправленным плазменным потоком, разогретым до высокой температуры. Плазма приспособлена к резке толстостенных изделий, труб увеличенного диаметра, пригодна для обработки различных металлов и сплавов. Но, опять же, разрезанные поверхности необходимо дорабатывать.
  3. Лазерная резка. В качестве резака выступает сфокусированное лазерное излучение, которое обеспечивает лучшее среди конкурентов качество поверхности сопрягаемых деталей, высокую производительность.

Термические способы резки металла предусматривают полную автоматизацию процесса при помощи станков с числовым программным управлением, что исключает ошибки персонала и обеспечивает высокоточный раскрой.

Какая технология лучше для резки труб

Не стоит сбрасывать со счетов и то, что лазер способен резать широкий спектр материалов, за исключением обладающих сильной светоотражающей способностью. Например, труб из некоторых редких сплавов. Преимущества лазерной резки:

  • отсутствие термических деформаций из-за локального воздействия;
  • высококачественный рез;
  • высокая скорость обработки;
  • возможность резки по линиям любой сложности и кривизны;
  • широкий круг обрабатываемых материалов;
  • возможность полной автоматизации процесса с применением современных систем управления.

Недостатков у системы два: снижение производительности при толщине стальной стенки более 30 мм, и при обработке светоотражающих материалов, например алюминиевых сплавов.

Как происходит резка труб лазером

Резка волоконным лазером позволяет получить изделие заданных размеров без контакта резака с поверхностью. Линию реза можно ориентировать под любым углом к поверхности, что позволяет формировать кромку сложного профиля. При этом сохраняется высокая точность, и обеспечиваются минимальная погрешность по размерам.

Сфокусированный луч лазера с помощью оптоволоконного кабеля направляется от излучателя на поверхность заготовки, которая поворачивается вокруг продольной оси и может совершать поперечные перемещения.

Для этого используются поворотные устройства с сервоприводами, обеспечивающие прецизионную точность вращения и перемещения заготовки.

Надежные зажимы не допускают отклонения от требуемой геометрии реза вследствие недостаточной фиксации трубы.

Труборезы Wattsan славятся как раз совершенным поворотным устройством, чем обусловлена их популярность.

Преимущества лазера для резки металлических труб

В процессе обработки лазерное излучение оказывает тепловое воздействие на кристаллическую решетку материала, его частицы начинают расплавляться, а затем испаряться. Когерентность излучения обеспечивает чистоту кромки. Обработанная заготовка не нуждается в дополнительной доводке, и сразу передается на следующие операции. Это существенно увеличивает производительность.

Процесс разрезания допустимо осуществлять прямолинейным резом или по фигурной геометрии. Обрабатываться могут круглые, квадратные, сложные комбинированные профили сечения трубы. При этом точность составляет сотые доли миллиметра.

Большим достоинством оптоволоконной лазерной резки считается возможность обработки труб увеличенного диаметра, до 600 мм. Применение оптоволокна исключает применение сложной оптики, обеспечивает рез меньшего, чем при использовании плазмы, размера. Это обусловлено меньшей длиной волны используемого излучения.

Узко сфокусированный луч наделен большей удельной энергией, приведенной к единице обрабатываемой поверхности, что увеличивает производительность.

Оборудование Wattsan позволяет осуществлять резку в полностью автоматическом режиме. Отработанная до мелочей программа управления учитывает неоднородность заготовки, утолщение в углах и препятствует прожиганию металла. Обрабатывать можно не только круглые трубы, но и изделия любого профиля.

Недостатком оптоволоконных резаков является неприспособленность к обработке заготовок, изготовленных не из металла.

Достоинства лазерных труборезов с применением волоконного излучателя:

  • компактность;
  • способность обрабатывать большие площади;
  • меньшие потери при передаче лазерного излучения на расстояние;
  • относительная простота обслуживания.

Эти качества позволили оптоволоконным труборезам Wattsan занять серьезную нишу в промышленной резке металлических изделий.

Как устроен лазерный труборез

Наиболее совершенный рез обеспечивают станки с ЧПУ, оснащенные прецизионным поворотным устройством.

Станки с числовым программным управлением способны обрабатывать трубы с очень высокой точностью.

Диаметр реза не превышает диаметр человеческого волоса, такого же порядка и погрешность в геометрических размерах обработанной заготовки. При этом края реза имеют идеальную форму и ровную поверхность.

Такая точность достигается отлаженной программой управления и прецизионными исполнительными механизмами. Управляющая программа создается исходя из 3D среза заготовки. Если имеется образец, то профиль можно отсканировать, и сформировать 3D изображение в электронном виде. Это облегчает перенастройку оборудования в условиях промышленного производства.

Оптоволоконный излучатель позволяет резать трубы из оцинкованной стали, алюминия, нержавеющей стали, латуни, других материалов.

Важную роль играет система охлаждения, препятствующая перегреву оборудования и продлевающая срок службы трубореза.

Станок состоит из следующих узлов:

  • лазерного резака, состоящего из излучателя, оптоволоконного кабеля и лазерной головы;
  • управляющим устройством;
  • держателя с зажимами и поворотным устройством;
  • механизма перемещения портала на котором закреплена голова.

Современная техника оснащается защитными кожухами, препятствующими ожогам сетчатки глаза и ослеплению персонала.

Труборез

Преимущества покупки труборезов с завода Wattsan

Компания Wattsan базируется в Китайской Народной Республике и более 16 лет занимается разработкой и производством лазерного оборудования для обработки и резки материалов.

Оборудование, производимое компанией, отличается надежностью, техническим совершенством, инновационностью. Ее продукция востребована в КНР, России, странах Восточной Европы. Инженерами Wattsan разработаны и реализуются следующие виды лазерного оборудования:

Особенности лазерной резки труб [Ключевые технологии]

Лазерные станки это один из главных типов оборудования в металлообрабатывающей промышленности. Традиционные отечественные методы резки труб – это, в основном, резка ручной пилой, резка на ленточнопильном станке, резка на абразивно-отрезном станке, резка газовой сваркой и т.д. В основном эти методы обработки имеют такие недостатки, как низкая эффективность резки и высокая трудоемкость, в то время как комбинированные станки для резки листов и труб и оптоволоконные лазерные труборезы широко используется в промышленной сфере благодаря преимуществам более высокой эффективности и хорошего эффекта обработки.

С развитием науки, техники и промышленности детали для производства труб широко используются в таких промышленных отраслях, как авиастроение, машиностроение, транспорт, нефтехимия, а также на фермах и в животноводстве.

В реальном производстве трубы обладают такими преимуществами, как низкая себестоимость, хорошая формуемость, малый вес конструктивных деталей и экономия материала, поэтому резка труб занимает важное место в промышленной сфере.

Поскольку форма, размер и применение труб различны, а резка труб зависит от таких факторов, как качество обработки, крайне важно выбрать разумное обрабатывающее оборудование, методы обработки и технологические меры.

Кроме того, при резке труб возникает множество неудобств. Даже если традиционные методы резки позволяют достичь прикладного эффекта, эффективность обработки низкая. Поэтому сочетание резки труб и лазерной технологии позволит расширить перспективы развития области резки труб.

Текущее состояние лазерной резки труб

Существует множество преимуществ резки труб лазером, таких как малая ширина разреза, небольшая зона термического воздействия, высокая скорость резки, хорошая гибкость, гладкий рез и отсутствие износа инструмента.

При лазерной резке не только лазерное пятно должно перемещаться в трехмерном пространстве относительно заготовки по определенной траектории, но и ось лазера должна быть перпендикулярна обрабатываемой поверхности разрезаемой трубы в течение всего процесса обработки.

Производственная практика показывает, что ключевым моментом при резке труб является максимальное устранение дефектов качества резки, с целью удовлетворения требованиям к обработке.

При сложной обработке труб, такой как перфорация, прорезка, обрезка или подрезка, лазерная резка не только быстрее традиционных методов обработки, но и обеспечивает высокое качество обработки.

Обзор лазерной резки труб

В процессе обработки необходимо сначала обеспечить резку частей трубы, чтобы получить заготовку трубы необходимой длины.

Традиционным методом резки труб трудно удовлетворить потребности массового производства, и трубные изделия, обработанные этими традиционными методами, как правило, имеют низкое качество поверхности среза, а некоторые даже имеют дефекты обработки, такие как деформация и разрушение.

В дополнение к необходимости резки труб требуются некоторые другие виды обработки, такие как вырезание узора для украшения, спиральная, синусная, косинусная линейная резка, маркировка и т.д.

Преимущества лазерной резки труб

Ширина надреза обычно составляет 0,1-0,3 мм для резки труб лазером (включая прямую резку, коническую и фигурную).

Положение и температура резки могут быть точно отрегулированы, что в большей степени способствует автоматизации и интеллектуальному производству.

Более того, по сравнению с традиционным методом обработки, эффективность резки может быть увеличена в 8-20 раз, стоимость обработки может быть снижена на 70-90%, а потери материала могут быть сокращены на 15-30%.

Кроме того, шум при лазерной резке низкий, а воздействие на окружающую среду незначительное.

Будущее развитие лазерной резки труб

Лазерная резка использует бесконтактный метод обработки, который не оказывает давления на стенку трубы в течение всего процесса, поэтому не вызывает деформации или разрушения внешней поверхности трубы. В то же время при лазерной резке трубы тепловое поле прорези сложное, охлаждение затруднено, шлак легко блокируется, что увеличивает сложность резки. Поэтому необходимо усилить углубленное изучение этих аспектов.

Лазерная резка имеет большую свободу в требованиях к материалу, форме, размеру и условиям обработки трубы. Пространственный контроль (изменение направления луча, вращение, сканирование и т.д.) и контроль времени (включение, выключение, интервал между импульсами) превосходны и просты в управлении. Кроме того, лазерная резка обладает одним из наиболее эффективных способов управления.

Более того, высокая точность и меньшее количество заусенцев при лазерной резке значительно сокращают время последующей обработки.

При изменении диаметра или формы трубы необходимо только изменить программу, поэтому разработка программного обеспечения для резки труб имеет большое исследовательское значение. Сочетание системы лазерной резки и технологии компьютерного числового управления может создать эффективное автоматизированное оборудование и открыть новый путь для высококачественной, высокоэффективной и недорогой обработки.

Для повышения эффективности резки труб наиболее эффективным методом производства является использование автоматической производственной линии лазерной резки.

Как использовать автоматическую производственную линию для резки труб?

Во-первых, лазерный луч после фокусировки должен быть гарантированно синхронизирован с трубой, которая предназначена для резки на автоматической производственной линии.

Во-вторых, требуется, чтобы лазерное пятно после фокусировки можно было повернуть на один круг относительно разрезаемой трубки, а ось лазерного луча всегда была перпендикулярна оси трубы. Во время процесса резки лазерный луч производственной линии для резки труб перемещается вместе с разрезаемой трубой.

В процессе резки лазерный луч производственной линии резки труб следует за разрезаемой трубой. Эти синхронные движения должны контролироваться специализированной системой управления, поэтому исследование автоматической производственной линии лазерной резки труб также имеет большое значение.

Основные технологии лазерной резки труб:

Система направления и фокусировки света

В лазерных станках функция световодной системы заключается в направлении луча, выходящего из лазерного генератора, к режущей головке по фокусирующему световому пути.

При лазерной резки труб, если вы хотите получить высококачественный рез, необходим малый диаметр и высокая мощность фокусного пятна фокусирующего луча.

Режущая головка устройства лазерной резки оснащена фокусирующей линзой. После фокусировки лазерного луча линзой можно получить небольшое сфокусированное пятно, позволяющее выполнять высококачественную резку труб.

Управление траекторией режущей головки

При резке труб обрабатываемая труба относится к пространственной криволинейной поверхности, и форма трубы относительно сложная. Если ее запрограммировать и обработать обычными методами, возникнут определенные трудности.

Это требует от оператора выбора правильной траектории обработки и соответствующей точки отсчета в соответствии с требованиями процесса обработки, использования системы числового программного управления для регистрации условий подачи каждой оси и координат точки отсчета, а затем записи координат процесса обработки и создания программы обработки с помощью функций линейной и круговой интерполяции лазерной системы резки.

Поэтому изучение автоматической вертикальной функции лазерного луча и резки трубы также является одним из важных технических аспектов лазерной резки труб.

Автоматическое управление положением фокуса лазерной резки

Для обеспечения качества резки трубы, разрезанной лазером, сохранение фокуса на вертикальном направлении поверхности заготовки с помощью автоматических измерительных и управляющих устройств является ключом к лазерной резке трубы.

В настоящее время мы интегрируем положение лазерного фокуса с прямой осью (X-Y-Z) системы лазерной обработки, что делает движение лазерной режущей головки более легким и гибким, а положение фокуса можно хорошо понять, чтобы избежать столкновения режущей головки с режущей трубой или другими объектами во время обработки.

Читайте также:  Этапы ремонта спальни

Влияние основных параметров процесса лазерной резки

Лазерная резка труб находит все более широкое применение в современном индустриальном обществе, а трубы, подлежащие резке, становятся все более разнообразными.

Таким образом, в соответствии с требованиями к материалу, форме и обработке режущей трубы, выбор соответствующих параметров процесса лазерной резки для достижения наилучшей эффективности резки и качества резки стал наиболее важным вопросом для всех пользователей лазерных станков.

  • Влияние мощности лазера

Для лазерного генератора с непрерывным волновым выходом мощность лазера оказывает важное влияние на лазерную резку. В теории, чем больше мощность лазера, тем выше скорость резки. Но учитывая особенности самой трубы, максимальная мощность резки – не лучший выбор.

При увеличении мощности резки меняется режим работы самого лазера, что влияет на фокус лазерного луча.

При практической обработке мы часто выбираем максимальную плотность мощности в случае, когда мощность меньше максимальной, чтобы гарантировать эффективность и качество всей лазерной резки.

  • Влияние скорости резки

При лазерной резке трубы необходимо убедиться, что скорость резки находится в определенном диапазоне, чтобы получить лучшее качество резки.

Если скорость резки низкая, избыточное тепло будет накапливаться на поверхности трубы, зона термического воздействия увеличится, в следствии чего разрез станет шире. Кроме того, поверхность надреза прижигается вытекающим горячим расплавом, что делает поверхность надреза шероховатой.

Когда скорость резки увеличивается, средняя ширина окружной щели трубы становится меньше. Чем меньше диаметр трубы, тем более очевиден этот эффект.

С увеличением скорости резки время действия лазера сокращается, общая энергия, поглощаемая трубой, становится меньше, температура на переднем конце трубы снижается, а ширина щели становится меньше.

Если скорость резки слишком высокая, труба не будет прорезана или отрезана, что повлияет на качество резки в целом.

  • Влияние диаметра трубы

При лазерной резке труб характеристики самой трубы могут оказывать большое влияние на процесс обработки.

Например, размер диаметра трубы оказывает значительное влияние на качество обработки.

В ходе исследования тонкостенной бесшовной стальной трубы, разрезанной лазером, было установлено, что диаметр трубы и ширина разреза будут продолжать увеличиваться, в то время как различные параметры процесса остаются неизменными.

  • Тип и давление вспомогательного газа

При резке неметаллических и части металлических труб в качестве вспомогательного газа можно использовать сжатый воздух или инертный газ, например азот. Однако для большинства металлических труб можно использовать активный газ, такой как кислород.

После определения типа вспомогательного газа также важно определить давление вспомогательного газа.

При резке трубы с небольшой толщиной стенки на относительно высокой скорости давление вспомогательного газа следует увеличить, чтобы предотвратить попадание прилипшего шлака в разрез; когда толщина стенки режущей трубы большая или скорость резки низкая, давление вспомогательного газа следует соответствующим образом уменьшить, чтобы предотвратить непрорезание или недорезание трубы. Положение луча может быть изменено в зависимости от того, в каком месте он находится.

Положение фокуса луча также очень важно при лазерной резки труб. Во время резки положение фокуса обычно находится на поверхности резания трубы. При выставлении правильного фокуса, разрез имеет малые размеры, эффективность резки самая высокая, и эффект резки также самый лучший.

Резка металлического профиля на оптоволоконном лазере для резки труб LF60M/1500 Raycus

Если вам понравилась статья, то ставьте лайк, делитесь ею со своими друзьями и оставляйте комментарии!

Технологии лазерной резки труб

Во многих отраслях промышленности есть необходимость разрезать стальные трубы либо трубы из цветных металлов. Для этого существует несколько технологий, но самыми эффективными являются технологии лазерной резки труб, которые с каждым днем приобретают все большую популярность. Особенно они востребованы среди предприятий, занимающихся выпуском металлических изделий и конструкций, независимо от уровня их сложности.

Особенности технологии

Резка лазером – это бесконтактный процесс. Он отлично подходит для работы с различными видами металлов и их сплавами. Технология позволяет быстро обрабатывать большие партии продукции и получать кромку любой формы. Процедура обработки лазером похожа на механическую резку. В качестве режущего инструмента выступает световой луч, поэтому при работе не образуется пыль и другие отходы.

Данная технология позволяет работать с различными видами материалов, в числе которых:

  • медь;
  • сталь;
  • алюминий;
  • бронза;
  • латунь;
  • композиты и прочие.

С помощью лазерного луча можно обрабатывать, независимо от способа их изготовления, толщины и типа сечения. Теплофизические свойства материала в данном случае также не имеют значения. Благодаря высокой точности лазерного луча и его максимальной концентрации, можно получать изделия с аккуратным срезом без окалин и наплывов на поверхности материала.

Процесс осуществляется при помощи лазерного станка с ЧПУ, что значительно упрощает процесс обработки. Управлять таким оборудованием намного проще, чем ручным инструментом, ведь для этого нет необходимости прилагать физические усилия. Оператору нужно только лишь корректно ввести все необходимы настройки и проконтролировать выполнение процедуры.

Преимущества резки труб лазером

Лазерная резка круглых труб широко используется трубопрокатными предприятиями благодаря своим неоспоримым преимуществам, в числе которых:

  • максимальное качество линии реза;
  • отсутствие механического воздействия с поверхностью материала;
  • минимум отходов;
  • низкие энергозатраты;
  • высокая скорость обработки;
  • возможность резки труб из хрупких материалов;
  • отсутствие необходимости в подготовке технологического процесса и использовании дополнительных дорогостоящих инструментов и оснастки.

При лазерной резке круглых труб материал заготовок не подвергается механическому воздействию, поэтому риск возникновения различного рода деформаций и повреждений изделия минимальный. Прожиг осуществляется мгновенно, поэтому участок реза не греется. Благодаря высокой скорости обработки технология по праву относится к наиболее производительным.

Сфера применения технологии

Производство труб на сегодняшний день является одной из самых рентабельных отраслей промышленности. Выпускаемые трубопрокатными заводами изделия востребованы среди:

  • нефтяников и газовиков;
  • химиков;
  • строителей;
  • энергетиков;
  • пищевиков.

Без труб невозможно создание водопроводных и отопительных систем, поскольку они широко применяются в машиностроении и других промышленных сферах. Их используют в химической, строительной, газовой, энергетической, пищевой и других отраслях. Данный способ обработки позволяет быстро изготавливать крепежи, корпуса, резные элементы и многое другое.

Технология лазерной резки в последние годы стала незаменима при изготовлении различного рода изделий из металла. Готовая продукция не нуждается в дополнительной обработке после резки, благодаря чему ее сразу можно использовать.

Оборудование для лазерной резки труб

Существует несколько видов оборудования, которое используется для лазерной резки труб. Оно отличается между собой мощностью, типом воздействия, габаритами и наличием дополнительных функций. По принципу формирования светового луча станки бывают твердотельные, углекислотные и оптоволоконные. Предлагаем ознакомиться с каждым из них.

Твердотельные установки

В станках такого типа в качестве источника излучения выступает элемент из полупроводникового материала. Их использование позволяет работать с любыми видами металла и выполнять резку по сложной траектории. Основными достоинствами являются:

  • простота в эксплуатации;
  • возможность передавать луч на значительные расстояния;
  • возможность выполнять работу в условиях ограниченного пространства;
  • максимальная точность обработки, которая достигается за счет малого диаметра светового пятна.

Для повышения точности фокусировки можно установить стеклянные линзы. Для работы с каждым материалом необходимо выполнить определенные настройки.

Газовые резаки

В качестве рабочего тела в установках данного типа выступает углекислый газ в чистом виде. Также может использоваться его смесь с гелием и азотом. Такие лазеры обладают намного большей мощностью, чем твердотельные. С их помощью можно выполнять даже резку труб большой толщины.

Преимуществами газовых резаков являются:

  • высокая мощность;
  • универсальность;
  • длительный срок службы;
  • компактные размеры.

Мощность станка настраивают в зависимости от характеристик обрабатываемого изделия. Такое оборудование может эксплуатироваться в стандартных условиях и при повышенных внешних нагрузках.

Оптоволоконные станки

Формирование лазерного луча в данном случае происходит в оптической среде. Благодаря небольшому диаметру излучателя с помощью оптоволоконного станка можно добиться высокой точности резки. С его помощью удается получать не только ровные, но и фигурные кромки.

Основными достоинствами таких агрегатов являются:

  • высокая скорость выполнения операций;
  • низкое энергопотребление;
  • удобство при эксплуатации;
  • длительный срок службы.

Оптоволоконные резаки можно по праву считать наиболее эффективными. Она позволяет быстро обрабатывать большое количество изделий из разных металлов, в том числе и из твердых сплавов. Рабочий ресурс оптоволоконного излучателя составляет порядка ста тысяч рабочих часов. Оборудование обладает небольшими габаритами и для его подключения не требуются баллоны с газом.

Купить оборудование для лазерной резки труб в СПб вы можете в нашей компании. Мы предлагаем широкий ассортимент установок с различными техническими параметрами, которые удовлетворят потребности любого предприятия. Вся продукция отличается высоким качеством и надежностью, что подтверждено соответствующими сертификатами. Наш профиль – реализация высококачественных резаков по доступной цене. Отправка товара осуществляется в любой регион России.

Лазерная резка труб, особенности техологии и ее преимущества

Лазерную резку используют для раскроя листовых материалов, чаще всего – металлов. Одно из ее главных отличий – возможность изготовления деталей со сложным контуром.

Принципы работы лазерной резки

Использование этого метода основано на тепловом воздействии лазерного излучения на материалы. При этом разрезаемый металл нагревается сначала до температуры плавления, а потом до температуры кипения, при которой он начинает испаряться. Лазерная резка испарением требует высоких энергозатрат, поэтому ее используют для работы с тонкими металлами.

Относительно толстые листы разрезают при температуре плавления. Чтобы облегчить этот процесс, в зону резки подается газ: азот, гелий, аргон, кислород или воздух. Его задача – удалять из зоны резки расплавленный металл и продукты его сгорания, поддерживать горение металла и охлаждать прилегающие зоны. Наиболее эффективен для этого кислород. Он заметно увеличивает скорость и глубину резки.

Подробнее о процессе лазерной резки можно узнать из видео ниже:

Параметры резки разных металлов

Скорость резки зависит не только от мощности лазера и толщины металла, но и от его теплопроводности. Чем она выше, тем интенсивнее отводится тепло из зоны резки и тем более энергозатратным будет весь процесс. Так, если лазером мощностью 600 Вт можно легко разреза́ть черные металлы или титан, то алюминий или медь, обладающие высокой теплопроводностью, обрабатывать значительно сложнее. Средние параметры для работы с разными металлами выглядят следующим образом:

Технологические особенности резки труб лазером

Невзирая на то, что использование такого метода на данный момент крайне распространено и обладает массой преимуществ, нужно учесть некоторые нюансы технологии обрабатывания металла. Особенности лазерной резки:

  • качественный разрез без трещин, неровностей;
  • отсутствует прямое контактирование с покрытием, что исключает деформирование;
  • возможно изготовить различные технологические соединения;
  • возможно состыковать обрабатываемые детали без допобработки краев;
  • есть возможность соединить несколько циклов в одну операцию (распил, обрабатывание краев и пр.), что позволит уменьшить цену заготовки;
  • после раскроя трубы сохраняются главные качества.

Важно! С учетом разновидности обрабатываемой заготовки есть возможность выбора требуемых значений мощности лазера луча и степени фокусировки.

Лазерная резка профильных труб

Метод резки профильных труб лазером относят к скоростным, пользователя сможет сделать ровный срез. В будущем он не потребует доработки. Для такого процесса подойдет трубопрокат, который изготавливается из алюминия и стали (нержавейка, черная). Техособенности лазерного разрезания труб:

  • Наибольший диаметр используемого круглого трубопровода – до 20 см.
  • Наибольшие параметры обрабатываемого профильного трубопровода – 14 на 14 см.
  • Длина заготовки для лазерного разрезания может быть до 6 м.

Скорость процесса иногда достигает 1,5-9 см в секунду ввиду большого количества оборотов, на которых работает устройство. Так, на протяжении 60 минут возможно нарезать трубы в диаметре до 600 м. Но следует учитывать, чем больше толщина стенок, тем меньше скорость самой обработки.

Когда делается разметка руками, возникают отклонения, вследствие чего при сборке трубы, ее составляющие попросту не состыкуются. Для исключения такой проблемы специалистами рекомендовано создать шаблон из фрагмента профиля, однако с большим сечением.

Изготовление такого шаблона не вызовет сложностей:

  • Отмеряется посредством угломера на небольшой части трубопровода угол в 45 градусов.
  • Используется станок и болгарка, производится разрез, затем кромки детали шлифуются.
  • Далее вставляется в приготовленный шаблон профильная труба с меньшим диаметром описанного круга.
  • Отталкиваясь от изготовленного самостоятельно угломера, делается разметка с помощью чертилки.
  • По ней делается разрез, используя болгарку.
  • В заключении зашлифовываются кромки.

Резка профильных труб

Лазерная резка круглых труб

Такой метод разрезания круглого трубопровода предусматривает применение лазера. Энергия устройства будет сфокусирована в один тонкий луч, который разрушает, испаряет и расплавляет строение материала. Луч будет сфокусирован на конкретной точке, проделывая аккуратный точный срез. Часто в строительных и промышленных работах используют лучи, которые продуцируют энергию тепла.

Читайте также:  Японские ножи для кухни: эталонное мастерство нарезки и обзор лучших моделей

Посредством лазерной резки делаются точные срезы с наименьшим количеством неровностей. Качественная сварка обусловлена оснащенностью станка лазерной резки труб опцией, которая позволяет снять фаску в любых точках, вне зависимости от места нахождения оси трубопровода. В частности, такое преимущество актуально при изготовлении трубы с повышенным давлением. Такие детали нуждаются в сварке высокого качества.

Поскольку лазерный луч будет проходить сквозь оптоволокно, отсутствует нужда во внутренней спецоптике. Потому при высоких качествах эксплуатации волоконные лазеры не нуждаются в большом вложении финансов во время ремонта. В связи с этим лазерная резка в такой ситуации будет дешевле.

Важно! Оптическое волокно обеспечит высокую концентрацию лазерной энергии, ширина среза выйдет уже, чем в процессе применения обыкновенного лазера.

При газолазерном разрезании место среза на материале не успеет нагреться из-за большой скорости работы устройства. Вследствие этого все качества, которые свойственны материалу, сохранятся. Это даст возможность в дальнейшем использовать его в процессе возведения разных конструкций.

Резка круглых труб

Лазерная резка является современным технологическим процессом, который позволяет кроить и резать материал с помощью сильного излучения. Применение такого метода обеспечит повышенную эффективность из-за качества разрезания и скорости работы станка.

Блок: 3/3 | Кол-во символов: 4159
Источник: https://ZnatokTepla.ru/truby/kak-provoditsya-lazernaya-rezka.html

Суть технологии лазерной резки металла

Лазерная установка создает узкий направленный луч, который воздействует на поверхность заготовки на площади, равной нескольким микронам, при этом кристаллические решетки металлов нагреваются до температуры плавления.

Поскольку лазерный луч контактирует с поверхностью заготовки на минимальной площади, остальные ее области в процессе резки не нагреваются. Таким образом, установки не представляют опасности для обслуживающего их персонала.

К преимуществам лазерной резки круглых труб следует отнести также минимальную погрешность. При контакте луча с металлом он плавится и мгновенно испаряется. Длина луча при этом не превышает пары сантиметров.

При помощи лазера можно выполнять резку круглых труб небольшой толщины, в противном случае луч не будет эффективен.

Рекомендовано к прочтению

За счет аккуратности выполнения реза круглые трубы и другие конструкции или детали не нуждаются в дополнительной обработке, их можно сразу же использовать или передавать на следующий этап работы. Соответственно, еще одним преимуществом лазерной резки круглых труб является экономия затрат предприятия.

В основном, лазер предназначен для вырезания деталей и заготовок, однако его можно использовать и для фрезеровки или высверливания углублений заданной глубины и диаметра. К недостаткам можно, пожалуй, отнести, невозможность проводить работы внутри заготовки.

При помощи лазерных установок можно гравировать изделия, при этом нет необходимости в сложном оборудовании, достаточно минимального диаметра луча.

  • Достоинства и недостатки лазерной резки.

Несмотря на неоспоримые преимущества резки круглых труб лазером, у этой технологии имеются и определенные недостатки.

Достоинства:

  • Отсутствие механического воздействия на заготовку позволяет обрабатывать как прочные, так и хрупкие металлы.
  • Рез отличается высоким качеством и ровностью краев. Дефекты при резке отсутствуют.
  • Вырезанные лазером детали можно сразу использовать, в дальнейшей обработке они не нуждаются.
  • Благодаря точности резки можно работать с деталями независимо от их конфигурации.
  • В установку можно загружать чертежи, созданные в любой соответствующей программе.
  • Лазерная резка круглых труб отличается высокой эффективностью и производительностью.
  • На одном листе можно компактно разместить большее число деталей.
  • Позволяет экономить ресурсы, финансы и время.

Недостатки:

  • Оборудование для лазерной резки круглых труб является дорогостоящим.
  • Нельзя работать с металлами, имеющими высокие отражающие характеристики.
  • Ограничения по толщине материала (максимум – 20 мм).
  • Принцип работы установок для лазерной резки металлов.

Несмотря на простоту и компактность установок, они отличаются большей мощностью, чем иные станки для резки металлов.

Основу установки составляет стержень, являющийся сердцем излучателя. Непрерывный световой поток позволяет ему возбуждаться и накачиваться.

Установки оснащаются специальными системами, фокусирующими луч, и резонаторами, придающими ему силу, которая необходима для плавления металла.

Для управления установками используются специальные автоматизированные программы, заложенные в память ПО оборудования.

Наибольшей эффективности работы можно добиться при использовании кислорода, позволяющего добиться самой высокой температуры. Это обусловлено реакцией, происходящей в момент соприкосновении газа с раскаленной обрабатываемой поверхностью. На скорость резки влияет чистота кислорода.

Блок: 3/5 | Кол-во символов: 3396
Источник: https://vt-metall.ru/articles/204-lazernaya-rezka-kruglyx-trub

Недостатки технологии раскроя

Несмотря на большое количество преимуществ, данный метод имеет и свои недостатки:

  • В сравнении с другими технологиями, данный метод предполагает большой расход электроэнергии. Потребление электричества зависит от лазера и типа размера, который нужно сделать.
  • Нужна внимательность и точность при внесении макета в программу оборудования. Если данные будут внесены неточно, это грозит повышенному расходу некоторых материалов.
  • Запрещено участие человека, мастер нужен только для проведения ремонта и тестирования техники. Если работник вступает в контакт с лазером, высока вероятность того, что он может получить травмы.

Традиционные методы резки металла также хороши, однако в сравнении с лазерной резкой, которая имеет множество преимуществ, они менее востребованы. Это можно объяснить тем, что качество заготовки, полученной после услуг лазерной резки гораздо выше, чем у других.

Инжиниринговый центр «Пром-Металл» выполнит заказ на лазерную резку металлических труб из всех видов материала. Профессиональные мастера в самые короткие сроки выполнят заказ по низкой цене, а также окажут техподдержку на всех этапах выполнения заказа.

Блок: 3/3 | Кол-во символов: 1176
Источник: https://MetalContract.ru/novosti/lazernaya-rezka-trub.html

Виды лазерной резки

Лазерные установки состоят из трех основных частей:

  1. Рабочей (активной) среды. Она является источником лазерного излучения.
  2. Источника энергии (системы накачки). Он создает условия, при которых начинается электромагнитное излучение.
  3. Оптического резонатора. Система зеркал, усиливающих лазерное излучение.

По типу рабочей среды лазеры для резки делят на три вида:

  1. Твердотельные. Их основным узлом является осветительная камера. В ней находятся источник энергии и твердое рабочее тело. Источником энергии служит мощная газоразрядная лампа-вспышка. В качестве рабочего тела используют стержень из неодимового стекла, рубина или алюмо-иттриевого граната, легированного неодимом или иттербием. По торцам стержня устанавливают два зеркала: отражающее и полупрозрачное. Лазерный луч, излучаемый рабочим телом, многократно отражается внутри него, усиливается в ходе отражений и выходит через полупрозрачное зеркало.

К твердотельному виду относятся и волоконные лазеры. В них излучение усиливается в стекловолокне, а источником энергии служит полупроводниковый лазер.

Так устроен твердотельный лазер

Для понимания механизма работы лазера можно рассмотреть установку с рабочим телом в виде стержня из граната, легированным неодимом. Ионы последнего и служат активными центрами. Поглощая излучение газоразрядной лампы, ионы переходят в возбужденное состояние, то есть у них появляется излишек энергии.

Ионы возвращаются в исходное состояние и отдают энергию в виде фотона – электромагнитного излучения или по-другому света. Фотон вызывает переход в обычное состояние других возбужденных ионов. В итоге процесс нарастает лавинообразно. Зеркала способствуют движению луча в определенном направлении. Многократно возвращая фотоны в рабочее тело при отражении, они способствуют образованию новых фотонов и усилению излучения. Его основные характеристики – малая расходимость луча и высокая концентрация энергии.

  1. Газовые. В них рабочим телом является углекислый газ или его смесь с азотом и гелием. Газ прокачивается насосом через газоразрядную трубку. Он возбуждается с помощью электрических разрядов. Для усиления излучения устанавливают отражающее и полупрозрачное зеркало. В зависимости от особенностей конструкции такие лазеры бывают с продольной и поперечной прокачкой, а также щелевые.

Так устроен газовый лазер с продольной прокачкой

  1. Газодинамические. Эти лазеры самые мощные. В них рабочим телом является углекислый газ, нагретый до 1 000–3 000 °К (726–2726 °С). Он возбуждается с помощью вспомогательного маломощного лазера. Газ со сверхзвуковой скоростью прокачивается через суженный посередине канал (сопло Лаваля), резко расширяется и охлаждается. В результате его атомы переходят из возбужденного в обычное состояние и газ становится источником излучения.

Схема работы газодинамического лазера

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

  • цветные металлы;
  • чугун;
  • нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Блок: 5/5 | Кол-во символов: 1491
Источник: https://vt-metall.ru/articles/204-lazernaya-rezka-kruglyx-trub

Назначение и критерии выбора лазерной резки

Лазерную резку используют для обработки не только металлов, но и резины, линолеума, фанеры, полипропилена, искусственного камня и даже стекла. Она востребована при изготовлении деталей для различных приборов, электротехнических устройств, сельскохозяйственных машин, судов и автомобилей. Такой способ раскроя материала используют для получения жетонов, трафаретов, указателей, табличек, декоративных элементов интерьера и многого другого.

Основной критерий выбора вида лазерной резки – тип обрабатываемого материала. Так, углекислотные лазеры подходят для резки, гравировки, сварки разных материалов – металла, резины, пластика, стекла.

Твердотельные волоконные установки оптимальны при раскрое латунных, медных, серебряных или алюминиевых листов, но не подходят для неметаллов.

Кол-во блоков: 9 | Общее кол-во символов: 15609
Количество использованных доноров: 4
Информация по каждому донору:

Лазерная резка труб. Общая информация

Лазерная резка труб – способ, который позволяет получить трубу нужных параметров без контакта с ее поверхностью. Благодаря применению лазера можно направлять линию реза под любым углом. Поверхность, предназначенная для дальнейшей сварки или монтажа, получится ровной, с жесткими допусками по размерам. Давайте разберемся, в чем состоит суть такого метода и для каких материалов его можно применять.

нарезанные лазером трубы

Лазерная резка труб подразумевает использование сфокусированного пучка световой энергии, который направляется на поверхность заготовки, вращающейся вокруг своей оси. Труба при этом надежно закреплена. Металл в области реза расплавляется, затем выдувается при помощи потока газа, частично испаряясь. Обработка происходит по заранее написанной программе.

Как правило, машины для лазерной резки труб оснащены функцией предварительной резки, которая очень полезна в случаях, когда поверхность обрабатываемой трубы загрязнена либо имеет следы ржавчины. Заготовка сначала очищается с помощью лазера, и только затем происходит ее нарезка.

Лазерная резка труб эффективна для многих их разновидностей. Высокое качество обработки гарантировано как для изделий с круглым, овальным, плоскоовальным, квадратным, прямоугольным сечением, так и для открытых профилей. Комплексы лазерного раскроя надежно фиксируют трубу перед началом работ, предотвращая ее механическое повреждение. Рез может осуществляться по прямой линии либо по фигурному контуру.

Преимущества лазерной резки

Резка труб при помощи лазерного луча имеет множество преимуществ. Например:

  • Лазерная установка не может деформировать трубу или иначе повредить ее.
  • При раскрое на металле не возникают микротрещины.
  • Обработке подлежат изделия даже из мягких металлов.
  • Линия реза тонкая, нет деформации кромок.
  • Высокая производительность лазера.
  • Процесс максимально автоматизирован.
  • Большинство станков могут осуществлять нарезку резьбы, сверление отверстий и чеканку.
  • Невысокая стоимость.

С помощью лазера можно нарезать трубы из алюминия; сплавов алюминия; углеродистой, низколегированной, нержавеющей стали. Резка круглой трубы из алюминия и его сплавов занимает немного больше времени, поскольку такие материалы отражают излучение лазера, не давая ему передавать всю энергию тепла.

Резка волоконным лазером

оптоволоконный лазер для резки труб

оптоволоконный лазер для резки труб

3d волоконный лазер, по сравнению с лазером СО2, имеет несколько иную технологию. После того, как труба (круглая либо другого сечения) будет закреплена при помощи пневматических патронов, нарезание произойдет при помощи реактивной режущей головки. Она в автоматическом режиме перемещается по периметру трубы, производя предписанные программой резы, оснащая их скосами, осуществляя перфорацию и т.д.

Особенно эффективно использование такого лазера при нарезке труб с большим диаметром (до 610 мм).

Так как луч лазера проходит через оптическое волокно, нет необходимости в сложной внутренней оптике. Поэтому при высоких эксплуатационных качествах волоконные лазеры не требуют большого вложения денежных средств при ремонте, и услуги лазерной резки при помощи такого оборудования стоят меньше. Оптоволокно также обеспечивает большую концентрацию энергии лазера, и ширина реза получается уже, чем при использовании обычного лазера.

Читайте также:  ТОП 6 лучших электровеников для дома: какой выбрать, характеристики

Современное оборудование (например, от BLM GROUP или компании TruLaser) может проводить не только лазерную резку круглой трубы, но и лазерную резку профильной трубы полностью в автоматическом режиме. Это значит, что при помощи компьютера произведется центрирование детали, утолщенные углы профилей будут нарезаться с иными скоростью и давлением газа. Также система устранит факторы, ведущие к прожигу металла. Воспользоваться услугой оптоволоконной лазерной резки можно не только в Санкт-Петербурге, но и практически во всех регионах России.

Технология лазерной резки труб

С необходимостью резки металлических труб сталкивается промышленность, ремонтные цеха, мастерские. Это могут быть изделия из разных марок стали, цветных металлов. Разделить их можно разными способами: механическим распилом, плазменной, газовой, кислородной обработкой. Но наиболее эффективным, быстрым и удобным будет лазерная резка труб. Она подходит для мелко- и для крупносерийного производства.

Преимущества резки труб лазером

Технология лазерной резки труб применяется для бесконтактного разделения на отдельные элементы заготовок из разных видов металлов и сплавов: меди, алюминия, стали, латуни, бронзы, металлополимеров, композитов и пр. Она позволяет получать кромки любой, в том числе сложной формы, вне зависимости от сечения, толщины и способа изготовления трубы. В качестве режущего инструмента здесь используется мощный луч лазера. Он точечно воздействует на поверхность. Основным механизмом удаления материала является его испарение и вытеснение расплава из зоны облучения под действием давления паров или внешних механических сил. Технологический процесс не сопровождается образованием пыли, не имеет отходов.

К другим преимуществам лазерной резки труб относят:

  • Хороший результат: качество линии реза, отсутствие окалины. Требуется минимальная финишная обработка.
  • Отсутствие механического воздействия на заготовку. Трубы при обработке лазером не поддаются деформации, сохраняя свою изначальную форму и размеры. Подходит для работ с хрупкими материалами, мелкими деталями.
  • Никаких отходов. Лазер обеспечивает линию реза толщиной в 0,2-0,4 мм.
  • Невысокие энергозатраты. Обеспечиваются экономичностью энергопотребления, отсутствием элементов, подверженных износу.
  • Возможность выполнять как прямой, так и фигурный разрез, формировать фаски.
  • Оперативность работ. Средняя скорость обработки тонкостенных стальных труб – 600 метров за 1 час.
  • Минимальная конусность. Отклонение не превышает 10.
  • Возможность использовать для вырезания отверстий. Вне зависимости от толщины трубок можно получить отверстие с ровными стенками диаметром от 0,5 мм.
  • Простота управления. Рабочий процесс полностью автоматизированный. Станок работает под управлением программного комплекса. Оператору не надо прикладывать физических усилий. Его обязанности сводятся к корректной загрузке настроек и контроле над процессом.
  • Отсутствие дорогой оснастки, дополнительных инструментов.

Области использования

На практике резка труб с помощью лазера широко применяется на предприятиях, выпускающих всевозможные металлические конструкции и изделия. Она востребована на нефтегазовых заводах в строительной, энергетической отрасли, пищевой, химической промышленности. Резка круглых труб при помощи лазерных установок будет эффективной при прокладке отопительных и водопроводных трубопроводов. Технология может применяться и при производстве различных корпусов, крепежных элементов и многих других изделий из металла, в качестве исходников которых используются трубы.

Оборудование для лазерной резки труб

Потребителям предлагается большой выбор оборудования, которое отличается мощностью, техническими характеристиками, типом воздействия. Если говорить о принципе формирования светового луча, то лазерный станок, предназначенный для раскроя труб, может быть:

  • Твердотельным.
  • Оптоволоконным.
  • Газовым.

Твердотельные источники

В качестве источника излучения в таких моделях выступает твердотельный материал: кристаллы, например, рубина. Они активируются редкоземельными элементами. Отличаются высокой мощностью и коэффициентом усиления. Подходят не только для разрезания труб, но и для вырезания сложных фигурных изделий. Применяются для работ со сплавами серебра, алюминия, меди и других металлов, которые сильно отражают излучение.

В твердотельных станках луч может передаваться на значительные расстояния, что позволяет выполнять работы в условиях ограниченного пространства. При необходимости повышения точности фокусировки устанавливается дополнительная оптика. Но высокая мощность излучения сказывается и на энергозатратах станка – они достаточно высокие.

Оптоволоконные источники

В оптоволоконных лазерных источниках излучение генерируется на оптоволоконных нитях. После прохождения оптической системы формируется очень тонкий луч, что положительно сказывается на точности реза. Оборудование подходит для формирования ровной или фигурной кромки, вырезания острых углов. Применяются для работ с толстостенными трубами и изделиями из сплавов повышенной твердости.

Оптоволоконные станки работают примерно в 4-5 раз быстрее твердотельных, а их ресурс достигает 100 тыс. часов. Примерно при одинаковой выходной мощности они потребляют в 3-5 раз меньше электроэнергии. Дополнительные линзы для фокусировки здесь уже не нужны. Охлаждение обеспечивается воздушным потоком. Также к их достоинствам относят практически полную бесшумность работы. Но и изначальная стоимость у них более высокая.

Газовые источники

В качестве среды, где генерируется лазерное излучение, используется смесь газов, например для CO2 лазера это углекислый газ, азот и гелий. В качестве накачки используется тлеющий электрический разряд. Дополнительно в конструкции станка предусмотрено отражающее стекло, способное повысить мощность излучения. Формируется излучение с длиной волны 10,6 мкм, относящееся к ИК диапазону, что имеет свои технологические преимущества.

Газовые лазерные станки относят к универсальным. Они работают не только с металлами, но и с полимерами, композитами, пластиком и другими материалами. Подходят для разрезания труб большого диаметра. Траектория реза задается оператором. По цене и габаритам меньше твердотельных и оптоволоконных станков.

Все эти станки для лазерной резки труб можно купить у компании АО «ЛЛС». Мы поможем подобрать подходящий вариант, доставим заказ по Москве, Санкт-Петербургу и в другие регионы России, страны Таможенного Союза. Детали сотрудничества уточняйте по телефону, через онлайн-форму.

Технология лазерной резки металла – оборудование, особенности, видео

Лазерная резка, или LBC (Laser Beam Cutting), как она обозначается во всем мире, – это процесс, при котором материал в зоне реза нагревается, а затем разрушается при помощи лазера.

Промышленная резка металла с помощью лазера

Промышленная резка металла с помощью лазера

Сущность лазерной резки металла

Лазерная резка металла, как понятно из ее названия, выполняется при помощи луча лазера, получаемого при помощи специальной установки. Свойства такого луча позволяют фокусировать его на поверхности небольшой площади, создавая при этом энергию, характеризующуюся высокой плотностью. Это приводит к тому, что любой материал начинает активно разрушаться (плавиться, сгорать, испаряться и т.д.).

Станок лазерной резки металла, к примеру, позволяет концентрировать на поверхности обрабатываемого изделия энергию, плотность которой составляет 10 8 Ватт на один квадратный сантиметр. Для того чтобы понять, как удается добиться такого эффекта, необходимо разобраться, какими свойствами обладает лазерный луч:

  • Лазерный луч, в отличие от световых волн, характеризуется постоянством длины и частоты волны (монохроматичность), что и позволяет легко фокусировать его на любой поверхности при помощи обычных оптических линз.
  • Исключительно высокая направленность лазерного луча и небольшой угол его расходимости. Благодаря такому свойству на оборудовании для лазерной резки можно получить луч, отличающийся высокой фокусировкой.
  • Лазерный луч обладает еще одним очень важным свойством – когерентностью. Это значит, что множество волновых процессов, протекающих в таком луче, полностью согласованы и находятся в резонансе друг с другом, что в разы увеличивает суммарную мощность излучения.

Процессы, происходящие при резке металла с использованием лазера, хорошо заметны на приведенных в статье видео. При воздействии луча на поверхность металла происходит быстрое нагревание и последующее расплавление подвергаемой обработке площади.

Быстрому распространению зоны плавления вглубь обрабатываемого изделия способствуют несколько факторов, в том числе и теплопроводность самого материала. Дальнейшее воздействие лазерного луча на поверхность изделия приводит к тому, что температура в зоне контакта доходит до точки кипения и обрабатываемый материал начинает испаряться.

Процесс лазерной резки в схематичной форме

Процесс лазерной резки в схематичной форме

Лазерную резку металла может выполняться двумя способами:

  • плавлением металла;
  • испарением обрабатываемого металла.

Для того чтобы выполнить резку металла методом испарения, требуется большая мощность оборудования и, как следствие, значительные энергозатраты, что не всегда целесообразно с экономической точки зрения. Ограничивают использование такого метода и строгие требования к толщине обрабатываемых изделий. Именно поэтому данный метод используют только для резки тонкостенных деталей.

Значительно большее распространение получила лазерная резка металла методом плавления. В последнее время лазерную резку методом плавления все чаще проводят с использованием газов (кислород, азот, воздух, инертные газы), которые с помощью специальных установок вдувают в зону реза (видео этого процесса можно легко найти в Сети).

Такая технология позволяет снизить энергозатраты, повысить скорость работы, использовать оборудование небольшой мощности для резки металла большой толщины. Конечно, это нельзя считать лазерной резкой в чистом виде, правильнее будет называть его газолазерной технологией.

Лазерная резка стали 10мм

Лазерная резка стали 10мм

Использование кислорода в качестве вспомогательного газа при выполнении лазерной резки позволяет одновременно решить такие важные задачи, как:

  • активизация процесса окисления металла (это позволяет снизить его отражающую способность);
  • повышение тепловой мощности в зоне реза (поскольку металл в среде кислорода горит более активно);
  • выдувание из зоны реза мелких частиц металла и продуктов сгорания кислородом, подаваемым под определенным давлением (это облегчает приток газа в зону обработки).

Преимущества и недостатки лазерной резки

Лазерная резка металлических изделий имеет целый ряд весомых преимуществ по сравнению с другими способами резки. Из многочисленных достоинств данной технологии стоит обязательно отметить следующие.

  • Диапазон толщины изделий, которые можно успешно подвергать резке, достаточно широк: сталь – от 0,2 до 20 мм, медь и латунь – от 0,2 до 15 мм, сплавы на основе алюминия – от 0,2 до 20 мм, нержавеющая сталь – до 50 мм.
  • При использовании лазерных аппаратов исключается необходимость механического контакта с обрабатываемой деталью. Это позволяет обрабатывать таким методом резки легко деформирующиеся и хрупкие детали, не переживая за то, что они будут повреждены.
  • Получить при помощи лазерной резки изделие требуемой конфигурации просто, для этого достаточно загрузить в блок управления лазерного аппарата чертеж, выполненный в специальной программе. Все остальное с минимальной степенью погрешности (точность до 0,1 мм) выполнит оборудование, оснащенное компьютерной системой управления.
  • Аппараты для выполнения лазерной резки способны с большой скоростью обрабатывать тонкие листы из стали, а также изделия из твердых сплавов.
  • Лазерная резка металла способна полностью заменить дорогостоящие технологические операции литья и штамповки, что целесообразно в тех случаях, когда необходимо изготовить небольшие партии продукции.
  • Можно значительно снизить себестоимость продукции, что обеспечивается за счет более высокой скорости и производительности процесса резки, снижения объема отходов, отсутствия необходимости в дальнейшей механической обработке.

Резка фанеры лазером

Резка фанеры лазером

Наряду с высокой мощностью устройства для лазерной резки обладают исключительной универсальностью, что дает возможность решать с их помощью задачи любой степени сложности. В то же время для лазерной резки металла характерны и некоторые недостатки.

  • Из-за высокой мощности и значительного энергопотребления оборудования для лазерной резки себестоимость изделий, изготовленных с его применением, выше, чем при их производстве методом штамповки. Однако это можно отнести лишь к тем ситуациям, когда в себестоимость штампованной детали не включена стоимость изготовления технологической оснастки.
  • Существуют определенные ограничения по толщине детали, подвергаемой резке.

Виды оборудования для лазерной резки

Оборудование для лазерной резки металла делится на три основных типа.

Газовые установки для лазерной резки

Газы в таких установках, использующиеся в качестве рабочего тела, могут прокачиваться по продольной или поперечной схеме. Принцип работы таких лазеров заключается в возбуждении атомов газа под действием электрического разряда, вследствие чего частицы начинают излучать монохроматический свет. Большое распространение в современной промышленности нашли щелевидные установки, работающие на углекислом газе. Они достаточно компактные, при этом мощные и отличаются простотой в эксплуатации (в Интернете достаточно много видео, на которых показана работа таких установок).

Принцип действия газового лазера

Принцип действия газового лазера

Конструкция такого оборудования состоит из двух основных элементов: лампы накачки и рабочего тела, в качестве которого чаще всего используется стержень из искусственного рубина. В состав последнего также включен неодим иттриевого граната. Лампа накачки в таких аппаратах необходима для того, чтобы передать на рабочее тело требуемое излучение. Чаще всего такие установки для лазерной резки работают в импульсном режиме, но есть и модели, функционирующие непрерывно.

Принцип действия рубинового лазера

Принцип действия рубинового лазера

В газодинамических установках рабочий газ предварительно нагревается до 2–3 тысяч градусов, затем на высокой скорости (выше скорости звука) пропускается через специальное сопло, а после этого охлаждается. Такое оборудование является очень дорогостоящим, как и сам процесс формирования лазерного луча, поэтому его использование очень ограничено.

Если посмотреть видео работы лазерной установки, то очень сложно определить, к какой группе она относится. Для этого необходимо получить представление об устройстве такого оборудования.

Любое оборудование для выполнения лазерной резки, к какой бы группе оно ни принадлежало, содержит следующие элементы:

Ссылка на основную публикацию