Sodobni stroji za lasersko rezkanje cevi učinkovito obdelujejo šest glavnih kovin: ogljikovo jeklo, nerjavno jeklo, aluminij, mesing, baker in titan. Ti materiali predstavljajo več kot 85 % industrijskih aplikacij za lasersko rezkanje cevi, pri čemer se sistemi s fibro-laserjem izkažejo kot izredno učinkoviti zaradi prilagodljivosti valovne dolžine in visoke natančnosti.
Korozivna odpornost nerjavnega jekla ga naredi idealnim za morske komponente, medtem ko njegove lahke lastnosti aluminija spodbujajo uporabo v letalski industriji. Toplotna prevodnost bakra podpira proizvodnjo HVAC sistemov, kar potrjujejo raziskave učinkovitosti v industriji. Titanove cevi, ki so cenjene zaradi svojega razmerja med trdnostjo in težo, dominirajo pri proizvodnji medicinskih implantatov.
Vlaknasti laserji uporabljajo valovno dolžino 1064 nm, ki jo neodsevne kovine, kot je ogljikovo jeklo, učinkovito absorbirajo. Pri odsevnih kovinah, kot sta aluminij in baker, načini s pulznim laserjem in pomožni plini, kot je dušik, zmanjšujejo odbijanje energije in zagotavljajo dosledno kakovost reza.
Rezanje kovin z visoko refleksijo zahteva natančne prilagoditve fokusa in optimizirano dovajanje pomožnega plina, da se prepreči odboj žarka. Uporabniki morajo uravnotežiti zmanjšane hitrosti rezanja (običajno za 20–40 % počasnejše kot pri jeklu) z višjimi nastavitvami moči (3–6 kW), da ohranijo celovitost roba in izognemo oksidaciji, kot je podrobno opisano v poročilu Metal Processing Report za leto 2024.
Pri ceveh iz ogljikovega jekla, tanjših od 8 mm, večina delavnic ugotovi, da vlaknasti laserji med 2 in 3 kW opravijo delo precej dobro pri rezkanju s hitrostmi okoli 3 do 5 metrov na minuto. Pri nerjavnem jeklu pa je situacija drugačna. Zaradi vse tiste kromove vsebine potrebuje približno 10 do 15 odstotkov večje gostote moči. Zato operaterji pri debelinah stene od 5 mm do 10 mm običajno uporabljajo laserje 3 do 4 kW, da dosežejo kakovostne reze brez preveč raztaljene ostankovine. Prav tako ne pozabite na dušik kot pomožni plin. Delovanje pri tlakih med 12 in 18 bar pomaga zmanjšati oksidacijo med rezkanjem, kar bistveno vpliva na končno kakovost izdelka pri teh vrstah ferijskih materialov.
Pri delu z aluminijevimi zlitinami, kot je 6061-T6, je najbolje uporabljati laserje v območju 3 do 4 kW, hkrati pa zmanjšati hitrost rezkanja na med 1,5 in 3 metre na minuto. To pomaga ohraniti dovolj nizko temperaturo, da se tankostenske cevi ne izkrivijo zaradi prekomernega nakopičenja toplote. Pri bakrovih zlitinah je situacija bolj zapletena, saj te močno odbijajo lasersko svetlobo nazaj. Večina operaterjev uspešno uporablja nastavitve impulznega lasera, pri katerih je razmerje delovnega cikla približno med 70 in 90 odstotki. Če pogledamo najnovejse industrijske poročila The Fabricator za leto 2024, se kaže, da so dosežene kar impresivne izboljšave. Omenjajo, da dinamična prilagoditev žariščne razdalje med postopkom rezkanja dejansko lahko zmanjša čas obdelave za približno eno četrtino pri 3 mm debelih bakrenih pločevinah. Precej pomembna izboljšava, če jo proizvajalci pravilno uvedejo na svojih proizvodnih linijah.
Poskusna proizvodnja s 4 kW laserskim rezalnikom cevi na nerjavnem jeklu 304 je pokazala:
6 mm cevi :
12 mm cevi :
Rezultati kažejo, da se laserska moč mora znatno povečati z debelino materiala – za dvojno debelino materiala je potrebno 33 % več energije – medtem ko bolj natančno nadzorovanje tlaka plina (20–25 bar) izboljša izmet talinega kovine.
Današnja oprema za lasersko rezkanje cevi deluje z vsemi vrstami profilov, vključno s krožnimi, kvadratnimi in pravokotnimi cevmi, ki se pogosto uporabljajo pri konstrukcijskih delih, avtomobilskih okvirjih ter ogrevalnih/hlajenjskih sistemih v stavbah. Čeprav krožne cevi še vedno predstavljajo približno polovico vseh režanih cevi na svetu, je v zadnjem času naraščajoča tendenca uporabe kotnih oblik pri sodobnih arhitekturnih projektih in prometni infrastrukturi. Novejši stroji so opremljeni z lastnostmi, kot so samodejni centerjujoči napenjalniki in nastavljivi valjki, ki pomagajo ohraniti stabilnost pri delu z neokroženimi profili. Pri rokovanju z materiali, kot so kotni jekleni profili ali C-profil, so proizvajalci ugotovili, da uporaba štirih napenjalnikov namesto starega dvotočkovnega sistema zmanjša težave s ukrivljanjem približno za tretjino med procesom.
Ko se dela s kombiniranimi serijami materialov, kot so ti 3-metrski aluminijasti kanali skupaj z daljšimi 9-metrskega nerjavnega jekla konstrukcijskimi cevmi, postane prilagodljivost zelo pomembna. Najnovejši modularni laserski rezalniki so opremljeni z nastavljivimi sponkami in pametnim programjem za razporejanje, ki omogoča izkoriščenost materiala do približno 89 odstotkov, tudi ko se dela z različnimi velikostmi. Ti stroji imajo tudi nekaj zelo zanimivih funkcij. Hitri menjavi rotacijskih priključkov potrebujeta manj kot štiri minute, medtem pa se pritisk sponk samodejno prilagaja med 20 in 200 psi glede na to, kaj se reže. Prav tako je prisoten popoln 360-stopinjski premik rezalne glave, kar zmanjša čas priprave za približno polovico. Delavnice, ki uporabljajo dve postajama za nalaganje, imajo operacije večino časa neprekinjene, kar ponavadi pomeni približno 40-odstotno boljši donos naložbe za objekte, ki redno obdelujejo več kot petnajst različnih oblik cevi na mesec.
Pri sistemu vlaknastega lasera z močjo 6 kW lahko rezanje jekla doseže globino okoli 25 mm, pri nerjavnem jeklu pa približno 20 mm. Pri aluminiju in bakrovih zlitinah ti materiali običajno dosegajo omejitev okoli 15 mm, saj ne absorbirajo laserske energije tako učinkovito kot jeklo. Rezanje teh kovin zahteva približno 30 do celo 50 odstotkov večje gostote moči v primerjavi s tisto, ki je potrebna za jeklo. Titan predstavlja popolnoma drugačen izziv. Čeprav je mogoče rezati do debeline 12 mm, je treba upoštevati posebne ukrepe, saj se titan med postopkom rezanja hitro oksidira. To pomeni, da morajo operatorji material zaščititi z inertnimi plini skozi celoten proces, da bi zagotovili kakovostne rezultate brez nezaželenih površinskih reakcij.
Pri aluminijastih delih s tankimi stenami, ki so debeline od 0,5 do 3 milimetrov, je za aplikacije v letalstvu popolnoma nujno doseči natančnost znotraj tolerance ±0,1 mm. Tega nivoja natančnosti se običajno doseže z uporabo pulznih laserskih tehnologij, ki pomagajo nadzorovati toploto in preprečiti deformacije. Ko obravnavamo debelejše materiale iz ogljikovega jekla debeline med 6 in 25 mm, se poudarek nekoliko spremeni. Tukaj postane izrednega pomena pravokotnost roba, ki mora biti ohranjena pod odklonom polovice stopinje. In seveda nihče ne želi, da bi na končnem izdelku ostal šlak. Uporaba dušika pod visokim tlakom med procesom lahko poveča kakovost roba za okoli 40 odstotkov pri delu z jeklenimi pločevinami debeline 12 mm. Še ena opomba: čas predvrtanja za 20 mm jeklo mora biti bistveno daljši kot pri 5 mm aluminiju. Razlika je dejansko trikrat večja zaradi razlik v toplotni masi med tema dvema materialoma.
Prilagodljivi algoritmi za prebadanje zmanjšajo čas prebadanja bakrovih zlitin za 55 %. Hibridne šobe, ki uporabljajo mešanico kisika in dušika, proizvajajo robove na 15 mm aluminiju, ki so za 25 % bolj gladki. Dvovalenžni laserji dosegajo površinsko hrapavost 0,8 µm Ra na refleksivnih kovinah – kar je za 30 % bolje kot pri enomodulskih sistemih. Te inovacije so zmanjšale korake naknadne obdelave za 18 % pri titanovih medicinskih komponentah.
Glede na nedavno industrijsko primerjavo iz leta 2023 dejansko optični laserji prihranijo približno 30 odstotkov več energije v primerjavi s tradicionalnimi modeli CO2, ko obdelujejo prevodne kovine, kot so nerjavna jekla in aluminij. Ti laserji delujejo najbolje na kovinskih pločevinah debeline do približno 25 mm. Pri neprevodnih materialih pa večina strokovnjakov še vedno uporablja sisteme CO2, saj se tam običajno odlikujejo z boljšim učinkom. Novejša generacija optičnih rezalnikov je opremljena z tako imenovanim prilagodljivim nadzorom valovne dolžine. Ta funkcija pomaga zmanjšati težave, ki jih povzročajo refleksije pri rezanju bakra in mesinga, kar je z zahtevno nalogo pri starejši opremi.
Napredni sistemi dosegajo hitrosti rezanja do 120 metrov na minuto z natančnostjo ±0,1 mm, kar omogoča neprekinjeno proizvodnjo avtomobilskih izpuhov in kanalov za klimatizacijo. Avtomatsko nalaganje v kombinaciji s programsko opremo za razporejanje na podlagi umetne inteligence zmanjša odpad materiala za 18–22 % v primerjavi z ročnimi metodami.
| Industrija | Ključne zahteve | Priporočene lastnosti laserja |
|---|---|---|
| Avtomobilska industrija | Natančna priprava za varjenje (<0,2 mm tolerance) | vlaknasti laser 3 kW ali več z vizualnimi sistemi |
| Izgradnja | Obdelava debelostenskega jekla (8–25 mm) | laser 6 kW z rezanjem s pomožnim plinom |
| HVAC | Kompleksne 3D oblike v tankostenskih materialih | rezalna glava z 5 osmi in rotacijsko osjo |
Pri izdelavi konstrukcijskih jekel dajte prednost strojem z zmogljivostjo rezanja 25 mm in več ter avtomatskim odstranjevanjem šlama. Instalaterji HVAC-ja imajo korist od kompaktnih sistemov, ki omogočajo obdelavo cevi s premerom 60–150 mm s hitro zamenjajočimi se vložki.
Stroji za lasersko rezanje cevi lahko obdelujejo materiale, kot so ogljikovo jeklo, nerjavno jeklo, aluminij, mesing, baker in titan.
Vlaknasti laserji uporabljajo valovno dolžino 1.064 nm, refleksivne kovine, kot sta aluminij in baker, pa nadzirajo s pomočjo pulznih načinov delovanja lasera in dušikovega pomožnega plina, da se zmanjša odbijanje energije.
Z 6-kW sistemom vlaknastega lasera lahko rezi dosegajo globino okoli 25 mm pri ogljikovem jeklu.
Vlaknasti laserski rezalniki pogosto prihranijo približno 30 % več energije v primerjavi s CO2 modeli pri delu s prevodnimi kovinami, opremljeni pa so tudi s prilagodljivim nadzorom valovne dolžine za boljše ravnanje z odsevnimi materiali, kot sta baker in mesing.
Tople novice
RT Laser je nacionalno priznano visokotehnološko podjetje, specializirano za raziskave, razvoj, proizvodnjo in prodajo laserske opreme. Naši glavni izdelki vključujejo stroje za lasersko rezanje vlaken, ročne laserske varilne stroje in upogibne stroje.
No.6-8, Binhe industrijski park, Jiyang distrikt, mesto Jinan, Shandong provinca, Kitajska.
Avtorske pravice © 2025 RAYTU LASER Technology Co., Ltd. Politika zasebnosti
EN
