Ống kim loại được sử dụng rộng rãi trong sản xuất máy bay, máy móc kỹ thuật, công nghiệp ô tô, công nghiệp hóa dầu, máy móc nông nghiệp và các ngành công nghiệp khác. Do các tình huống ứng dụng khác nhau, các bộ phận có hình dạng và kích thước khác nhau cần được gia công để đáp ứng nhu cầu của các ngành công nghiệp khác nhau. Công nghệ xử lý laser đặc biệt thích hợp để gia công các loại ống kim loại khác nhau. Hệ thống cắt laser ống có đặc tính linh hoạt cao và tự động hóa cao, có thể thực hiện chế độ sản xuất hàng loạt nhỏ và nhiều loại vật liệu khác nhau. Các công nghệ chính của hệ thống cắt laser ống là gì?
Hệ thống lấy nét hướng dẫn ánh sáng
Chức năng của hệ thống lấy nét dẫn ánh sáng là dẫn tia phát ra từ bộ tạo tia laze đến đầu cắt của đường dẫn ánh sáng hội tụ. Đối với ống cắt laser, để có được đường cắt chất lượng cao, cần hội tụ chùm tia có đường kính điểm nhỏ và công suất lớn. Điều này cho phép máy phát laser xuất ra các chế độ bậc thấp. Trong quá trình cắt laser ống, để có được đường kính hội tụ chùm tia tương đối nhỏ, thứ tự chế độ ngang của laser nhỏ, tốt nhất là chế độ cơ bản. Đầu cắt của thiết bị cắt laser được trang bị thấu kính hội tụ. Sau khi chùm tia laze được hội tụ qua thấu kính, có thể thu được một điểm lấy nét nhỏ để có thể tiến hành cắt ống chất lượng cao.
Điều khiển quỹ đạo của đầu cắt
Trong cắt ống, ống cần gia công thuộc loại mặt cong không gian, có hình dạng phức tạp. Sẽ khó khăn trong việc lập trình và xử lý bằng các phương pháp thông thường, đòi hỏi người vận hành phải chọn đúng đường xử lý và điểm tham chiếu thích hợp theo yêu cầu của công nghệ xử lý, ghi lại nguồn cấp dữ liệu của từng trục và giá trị tọa độ của điểm tham chiếu với hệ thống NC, và sau đó sử dụng chức năng nội suy đường thẳng không gian và cung tròn của hệ thống cắt laser, Ghi lại giá trị tọa độ của quá trình gia công và tạo ra chương trình gia công.
Điều khiển tự động vị trí lấy nét cắt laser
Làm thế nào để kiểm soát vị trí trọng tâm của cắt laser là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng cắt. Đây là một trong những công nghệ quan trọng của cắt ống bằng laser để giữ cho hướng thẳng đứng của tiêu điểm so với bề mặt phôi không thay đổi thông qua các thiết bị đo lường và điều khiển tự động. Thông qua việc tích hợp điều khiển vị trí lấy nét laser và trục tuyến tính (XYZ) của hệ thống xử lý laser, chuyển động của đầu cắt laser linh hoạt hơn và vị trí của tiêu điểm có thể được biết đến như lòng bàn tay của bạn Do đó tránh được va chạm giữa đầu cắt và ống cắt hoặc các vật thể khác trong quá trình gia công.
Ảnh hưởng của các thông số quá trình chính
(1) Ảnh hưởng của công suất quang học.
Đối với máy phát laser đầu ra sóng liên tục, kích thước của công suất laser sẽ có tác động quan trọng đến quá trình cắt laser. Về mặt lý thuyết, công suất laser của thiết bị cắt ống laser càng cao thì tốc độ cắt càng cao. Tuy nhiên, xem xét các đặc điểm của bản thân đường ống, công suất cắt tối đa không phải là sự lựa chọn tốt nhất. Khi công suất cắt được tăng lên, chế độ của tia laser tự thay đổi, điều này sẽ ảnh hưởng đến sự hội tụ của chùm tia laser. Trong quá trình xử lý thực tế, chúng tôi thường chọn cách làm cho tiêu điểm thu được mật độ công suất cao nhất khi công suất nhỏ hơn công suất tối đa, để đảm bảo hiệu quả và chất lượng của toàn bộ quá trình cắt laser.
(2) Ảnh hưởng của tốc độ cắt.
Khi cắt ống bằng tia laser, cần đảm bảo tốc độ cắt nằm trong một khoảng nhất định để có được chất lượng đường cắt tốt hơn. Nếu tốc độ cắt quá chậm, quá nhiều nhiệt sẽ tích tụ trên bề mặt ống, vùng ảnh hưởng nhiệt sẽ trở nên lớn hơn, và kerf sẽ trở nên rộng hơn. Vật liệu nóng chảy được thải ra ngoài sẽ đốt cháy bề mặt cắt, làm cho bề mặt cắt trở nên thô ráp. Khi tăng tốc độ cắt, chiều rộng rãnh chu vi trung bình của ống càng nhỏ, và đường kính ống cắt càng nhỏ thì hiệu ứng này càng rõ ràng. Khi tốc độ cắt tăng lên, thời gian tác động của tia laser rút ngắn, tổng năng lượng hấp thụ bởi đường ống giảm, nhiệt độ đầu trước của đường ống giảm và chiều rộng kerf giảm. Nếu tốc độ cắt quá nhanh, đường ống không thể cắt qua hoặc cắt liên tục, điều này ảnh hưởng đến chất lượng toàn bộ đường cắt.
(3) Ảnh hưởng của đường kính ống.
Khi cắt ống bằng laser, bản thân các đặc tính của ống cũng sẽ có tác động lớn đến quá trình gia công. Ví dụ, đường kính của ống tròn có ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng gia công. Qua quá trình nghiên cứu về việc cắt laser ống thép liền mạch thành mỏng, người ta thấy rằng thiết bị cắt laser ống sẽ làm tăng chiều rộng khe khi đường kính ống tăng lên trong khi các thông số quá trình không thay đổi.
(4) Loại và áp suất của khí phụ.
Khi cắt ống phi kim loại và một số kim loại, có thể sử dụng khí nén hoặc khí trơ (như nitơ) làm khí phụ. Trong khi đối với hầu hết việc cắt laser ống kim loại, có thể sử dụng khí hoạt tính (chẳng hạn như oxy). Sau khi xác định được loại khí phụ, việc xác định áp suất của khí phụ là rất quan trọng. Khi cắt ống có chiều dày thành nhỏ với tốc độ lớn hơn, áp suất của khí phụ phải được tăng lên để ngăn xỉ bám trên vết cắt; Khi chiều dày thành ống lớn hoặc tốc độ cắt chậm, áp suất của khí phụ cần được giảm thích hợp để tránh trường hợp ống bị cắt xuyên hoặc bị cắt liên tục.
Khi cắt ống bằng laser, vị trí tiêu điểm chùm tia cũng rất quan trọng. Khi cắt, vị trí trọng tâm thường nằm trên bề mặt của ống nối. Khi trọng tâm ở vị trí tốt, đường cắt nhỏ nhất, hiệu suất cắt cao nhất và hiệu quả cắt là tốt nhất.
Giới thiệu về HGTECH: HGTECH là công ty tiên phong và dẫn đầu về ứng dụng công nghiệp laser tại Trung Quốc, đồng thời là nhà cung cấp có thẩm quyền các giải pháp xử lý laser toàn cầu. Chúng tôi đã bố trí toàn diện thiết bị thông minh laser, dây chuyền sản xuất đo lường và tự động hóa, và xây dựng nhà máy thông minh để cung cấp các giải pháp tổng thể cho sản xuất thông minh.
