Сучасні лазерні верстати для різання труб ефективно обробляють шість основних металів: вуглецеву сталь, нержавіючу сталь, алюміній, латунь, мідь та титан. Ці матеріали становлять понад 85% промислових застосувань лазерного різання труб, при цьому волоконні лазерні системи особливо ефективні завдяки адаптивній довжині хвилі та високій точності.
Корозійна стійкість нержавіючої сталі робить її ідеальною для морських компонентів, тоді як легкі властивості алюмінію зумовлюють його використання у виробництві літаків. Теплопровідність міді сприяє виготовленню систем опалення, вентиляції та кондиціонування повітря, що підтверджено дослідженнями ефективності галузі. Титанові трубки, цінні завдяки своєму співвідношенню міцності до ваги, домінують у виробництві медичних імплантатів.
Волоконні лазери використовують довжину хвилі 1064 нм, яку такі метали, як вуглецева сталь, поглинають ефективно. Для відбиваючих металів, таких як алюміній і мідь, використовуються імпульсні режими лазера та допоміжні гази, наприклад, азот, щоб мінімізувати відхилення енергії та забезпечити стабільну якість різання.
Різання металів із високою відбивною здатністю вимагає точного регулювання фокусу та оптимізованої подачі допоміжного газу, щоб запобігти відбиттю променя. Оператори мають урівноважувати знижену швидкість різання (зазвичай на 20–40% повільніше, ніж для сталі) з вищими налаштуваннями потужності (3–6 кВт), щоб зберегти цілісність краю та уникнути окиснення, як зазначено в Звіті про обробку металів 2024 року.
Для вирізання вуглецевих стальних труб товщиною менше 8 мм більшість підприємств вважає, що волоконні лазери потужністю від 2 до 3 кВт добре справляються з роботою на швидкостях приблизно 3–5 метри на хвилину. З нержавіючою стальлю ситуація інша. Через наявність хрому потрібна приблизно на 10–15 відсотків більша густина потужності. Тож для товщин стінок 5–10 мм оператори зазвичай обирають лазери потужністю 3–4 кВт, щоб отримати якісний розріз із мінімальним залишковим розплавом. І не забувайте також про азот як допоміжний газ. Використання тиску в діапазоні 12–18 бар допомагає звести до мінімуму окиснення під час різання, що значно впливає на кінцеву якість продукту для цих типів чорних металів.
Працюючи з алюмінієвими сплавами, такими як 6061-T6, найкраще використовувати лазери потужністю від 3 до 4 кВт, одночасно знижуючи швидкість різання до 1,5–3 метрів на хвилину. Це допомагає підтримувати достатньо низьку температуру, щоб тонкостінні труби не деформувалися через надмірне нагрівання. З мідними сплавами справа ускладнюється, оскільки вони схильні відбивати лазерне світло назад. Більшість операторів досягають успіху, використовуючи імпульсні налаштування лазера, при яких цикл роботи становить близько 70–90 відсотків. Згідно з останніми галузевими звітами The Fabricator за 2024 рік, спостерігаються досить значні покращення. У них зазначається, що динамічна регулювання фокусної відстані під час операцій різання може скоротити час обробки приблизно на чверть при роботі з мідними листами товщиною 3 мм. Досить значний прогрес, якщо виробники зможуть правильно впровадити ці методи на своїх виробничих лініях.
Виробнича проба з використанням труборізного лазерного верстата потужністю 4 кВт на нержавіючій сталі 304 показала:
труби 6 мм :
труби 12 мм :
Результати показують, що лазерну потужність необхідно значно збільшувати із зростанням товщини — для подвоєння товщини матеріалу потрібно на 33% більше енергії, — тоді як точніший контроль тиску газу (20–25 бар) покращує видалення розплавленого металу.
Сучасне лазерне обладнання для різання труб працює з усіма типами профілів, включаючи круглі, квадратні та прямокутні труби, які широко використовуються в будівельних конструкціях, каркасах автомобілів та системах опалення/охолодження будівель. Хоча круглі труби досі становлять близько половини всіх розрізаних труб у світі, останнім часом спостерігається тенденція до використання кутових форм у сучасних архітектурних проектах та транспортній інфраструктурі. Новіші верстати оснащені такими функціями, як автоматичні центрувальні патрони та регульовані ролики, що забезпечує стабільність при роботі з незвичайними некруглими перерізами. Щодо обробки матеріалів, таких як кутова сталь або С-подібні профілі, виробники виявили, що використання чотирипатронних затискних пристроїв замість старого двоточкового методу зменшує проблеми вигину приблизно на третину під час обробки.
Коли доводиться мати справу зі змішаними партіями матеріалів, наприклад, алюмінієвими трубами довжиною 3 метри поряд із довшими сталевими конструкційними трубами довжиною 9 метрів, важливою стає гнучкість. Найновітніші модульні лазерні різаки оснащені регульованими патронами та розумним програмним забезпеченням для оптимального розташування, що дозволяє досягти використання матеріалу близько 89 відсотків, навіть коли працюють з усілякими розмірами. Ці машини мають також досить цікаві функції. Швидкозмінні обертальні приладдя замінюються менше ніж за чотири хвилини, тоді як тиск затискача автоматично регулюється в межах від 20 до 200 psi залежно від того, що саме ріжуть. Крім того, повне обертання різального пристрою на 360 градусів скорочує час підготовки приблизно вдвічі. Підприємства, що використовують дві станції завантаження, забезпечують безперервну роботу більшу частину часу, що зазвичай дає приблизно на 40 відсотків кращий повернення інвестицій для об’єктів, які регулярно обробляють понад п’ятнадцять різних форм труб щомісяця.
З використанням волоконної лазерної системи потужністю 6 кВт різання вуглецевої сталі може досягати глибини близько 25 мм, тоді як нержавіюча сталь обробляється на товщину приблизно 20 мм. Що стосується алюмінієвих і мідних сплавів, то їх максимальна товщина зазвичай обмежується приблизно 15 мм, оскільки ці матеріали погано поглинають лазерну енергію порівняно зі стальними. Для різання цих металів потрібна щільність потужності приблизно на 30–50 відсотків вища, ніж для сталі. Титан створює окремі труднощі. Хоча можливо різати матеріал товщиною до 12 мм, необхідно дотримуватися спеціальних заходів, оскільки титан схильний швидко окислюватися під час процесу різання. Це означає, що операторам потрібно захищати матеріал інертними газами протягом усього процесу, щоб забезпечити якісний результат без небажаних поверхневих реакцій.
Для тонкостінних алюмінієвих деталей товщиною від 0,5 до 3 міліметрів досягнення точності ±0,1 мм є абсолютно критичним для авіаційно-космічних застосувань. Такий рівень точності зазвичай досягається за допомогою імпульсних лазерних технологій, які допомагають контролювати тепловиділення та запобігти деформації. Коли мова йде про більш товсті матеріали з вуглецевої сталі товщиною від 6 до 25 мм, акцент трохи зміщується. У цьому випадку важливо забезпечити перпендикулярність краю — відхилення має бути меншим за пів градуса. І, природно, ніхто не хоче, щоб на готовому продукті залишався шлак. Використання азоту підвищеного тиску під час обробки може покращити якість краю приблизно на 40 відсотків для сталевих листів товщиною 12 мм. Ще одна важлива обставина — час передпроколу для сталі товщиною 20 мм повинен бути значно довшим у порівнянні з алюмінієм товщиною 5 мм. Різниця становить приблизно потрійне збільшення через різницю в теплових характеристиках цих двох матеріалів.
Адаптивні алгоритми пробивання скорочують час пробивання мідних сплавів на 55%. Гібридні сопла, що використовують суміш кисню та азоту, забезпечують на 25% рівніший край на алюмінії товщиною 15 мм. Лазери подвійної довжини хвилі досягають шорсткості поверхні 0,8 мкм Ra на відбиваючих металах — на 30% краще, ніж одномодові системи. Ці інновації зменшили кількість етапів післяобробки на 18% для титанових медичних компонентів.
Згідно з останнім галузевим показником за 2023 рік, волоконні лазери фактично економлять близько 30 відсотків енергії порівняно з традиційними моделями CO2 під час роботи з провідними металами, такими як нержавіюча сталь і алюміній. Ці лазери найкраще працюють з металевими листами товщиною до 25 мм. Однак для непровідних матеріалів більшість фахівців все ще використовують системи CO2, оскільки вони, як правило, краще працюють у таких ситуаціях. Нове покоління волоконних різаків оснащене так званим адаптивним керуванням довжини хвилі. Ця функція допомагає зменшити проблеми, спричинені відбиттям променя при різанні міді та латуні, що може бути досить складним із застарілим обладнанням.
Сучасні системи досягають швидкості різання до 120 метрів на хвилину з точністю ±0,1 мм, забезпечуючи безперервне виробництво автомобільних вихлопних систем та повітропроводів систем кондиціонування. Автоматичне завантаження в поєднанні з програмним забезпеченням компонування на основі штучного інтелекту зменшує витрати матеріалів на 18–22% порівняно з ручними методами.
| Промисловість | Критичні вимоги | Рекомендовані ознаки лазера |
|---|---|---|
| Автомобільна промисловість | Підготовка для прецизійного зварювання (<0,2 мм допуску) | волоконний лазер 3 кВт і більше з візуальними системами |
| Конструкція | Обробка сталі з товстою стінкою (8–25 мм) | лазер 6 кВт із газовим супроводженням різання |
| HVAC | Складні тривимірні форми в матеріалах із тонкими стінками | п’ятиосьова головка різання з обертальною віссю |
Для виготовлення конструкційної сталі надавайте перевагу верстатам з можливістю різання 25 мм і більше та автоматичним видаленням шлаку. Підприємцям у сфері опалення, вентиляції та кондиціонування повітря корисні компактні системи, здатні обробляти труби діаметром 60–150 мм із швидкозмінними патронами.
Лазерні верстати для різання труб можуть обробляти такі матеріали, як вуглецева сталь, нержавіюча сталь, алюміній, латунь, мідь та титан.
Волоконні лазери використовують довжину хвилі 1064 нм, а відбивні метали, такі як алюміній і мідь, обробляються за допомогою імпульсних режимів лазера та допоміжних газів на основі азоту для мінімізації відхилення енергії.
З використанням системи волоконного лазера потужністю 6 кВт глибина різання вуглецевої сталі може досягати приблизно 25 мм.
Волоконні лазерні різаки часто економлять приблизно на 30% більше енергії порівняно з моделями CO2 під час роботи з провідними металами, а також оснащені адаптивним керуванням довжини хвилі для кращої обробки відбивних матеріалів, таких як мідь і латунь.
Гарячі новини
RT Laser є національно визнаним високотехнологічним підприємством, що спеціалізується на дослідженнях, розробках, виробництві та продажу лазерного обладнання. Наші основні продукти включають волоконно-лазерні різальні машини, портативні лазерні зварювальні машини та згинальні машини.
№6-8, промисловий парк Бінхе, район Жіян, місто Джінань, провінція Шандонг, Китай.
Правообладелец © 2025 компанія RAYTU LASER Technology Co.,Ltd. Політика конфіденційності
EN
