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rohr-Faserlaserschneidmaschine

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Drei Schlüsseltechnologien für das Laserschneiden von Metallrohren

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In diesem Artikel werden hauptsächlich die Schlüsseltechnologien des Rohrlaserschneidsystems und der Einfluss der wichtigsten Prozessparameter vorgestellt. Werfen wir einen Blick darauf, zusammen mit DXTECH Laser.

Metallrohre werden häufig im Flugzeugbau, im Maschinenbau, in der Automobilindustrie, in der petrochemischen Industrie, in der Land- und Viehwirtschaft und in anderen Branchen eingesetzt. Aufgrund der unterschiedlichen Anwendungsszenarien müssen die Teile in verschiedenen Formen und Größen bearbeitet werden, um den Anforderungen der verschiedenen Branchen gerecht zu werden. Die Laserbearbeitungstechnologie eignet sich besonders für die Bearbeitung verschiedener Metallrohre. Die Laserschneidanlage für Rohre zeichnet sich durch hohe Flexibilität und hohe Automatisierung aus und kann die Produktion von Kleinserien und mehreren Sorten verschiedener Materialien realisieren.

Schlüsseltechnologien des Rohrlaserschneidsystems

1. Lichtleiter-Fokussierungssystem

Die Funktion des Lichtleiter-Fokussierungssystems besteht darin, den vom Lasergenerator ausgehenden Strahl zum Schneidkopf des fokussierten Lichtwegs zu leiten. Um beim Laserschneiden von Rohren qualitativ hochwertige Schnitte zu erzielen, ist ein fokussierter Strahl mit einem kleinen Fokuspunktdurchmesser und hoher Leistung erforderlich. Dies ermöglicht es dem Lasergenerator, im Low-Order-Mode zu arbeiten. Beim Laserschneiden von Rohren sollte die transversale Modenordnung des Lasers, vorzugsweise die Grundmode, kleiner sein, um einen kleineren Strahlfokusdurchmesser zu erhalten. Der Schneidkopf der Laserschneidanlage ist mit einer Fokussierlinse ausgestattet. Nachdem der Laserstrahl durch die Linse fokussiert wurde, kann ein kleinerer Fokuspunkt erzielt werden, so dass ein qualitativ hochwertiges Schneiden von Rohren möglich ist.

2. Trajektoriensteuerung des Schneidkopfes

Beim Rohrschneiden handelt es sich bei dem zu bearbeitenden Rohr um eine räumliche Fläche mit einer relativ komplexen Form. Sie lässt sich mit herkömmlichen Methoden nur schwer programmieren und bearbeiten. Dies erfordert, dass der Bediener den richtigen Bearbeitungsweg und geeignete Referenzpunkte entsprechend den Anforderungen der Bearbeitungstechnologie wählt. Das CNC-System wird verwendet, um den Vorschubstatus jeder Achse und die Koordinatenwerte des Referenzpunkts zu erfassen. Anschließend werden die räumlichen Linear- und Bogeninterpolationsfunktionen des Laserschneidsystems verwendet, um die Koordinatenwerte des Bearbeitungsprozesses zu erfassen und ein Bearbeitungsprogramm zu erstellen.

3. Automatische Steuerung der Fokusposition beim Laserschneiden

Die Steuerung der Fokusposition beim Laserschneiden ist ein wichtiger Faktor, der die Schnittqualität beeinflusst. Die Beibehaltung des Fokus in vertikaler Richtung relativ zur Werkstückoberfläche durch automatische Mess- und Steuergeräte ist eine der Schlüsseltechnologien für Laserschneidrohre. Durch die Integration der Steuerung der Laserfokusposition mit der Linearachse ( Kollision mit Schneidrohren oder anderen Objekten.

Einfluss der wichtigsten Prozessparameter

1. Einfluss der optischen Leistung

Bei Lasergeneratoren mit kontinuierlicher Wellenleistung hat die Größe der Laserleistung einen wichtigen Einfluss auf das Laserschneiden. Theoretisch gilt: Je größer die Laserleistung der Laserschneidanlage für Rohre ist, desto höher ist die erzielbare Schneidgeschwindigkeit. In Verbindung mit den Eigenschaften des Rohrs selbst ist die maximale Schneidleistung jedoch nicht die beste Wahl. Wenn die Schneidleistung erhöht wird, ändert sich auch der Modus des Lasers selbst, was sich auf den Fokus des Laserstrahls auswirkt. In der Praxis entscheiden wir uns oft dafür, den Fokus so zu wählen, dass die höchste Leistungsdichte erreicht wird, wenn die Leistung unter der maximalen Leistung liegt, um so die Effizienz und Schnittqualität des gesamten Laserschneidens zu gewährleisten.

2. Einfluss der Schneidgeschwindigkeit

Beim Laserschneiden von Rohren muss die Schnittgeschwindigkeit innerhalb eines bestimmten Bereichs liegen, um eine bessere Schnittqualität zu erzielen. Bei einer zu langsamen Schnittgeschwindigkeit staut sich zu viel Wärme auf der Rohroberfläche, die Wärmeeinflusszone wird größer, die Schnittnaht wird breiter, und das austretende Heißschmelzmaterial verbrennt die Schnittfläche, wodurch die Oberfläche des Schnitts rau wird. Mit zunehmender Schneidgeschwindigkeit wird die durchschnittliche Schnittbreite um den Rohrumfang kleiner, und je kleiner der Durchmesser des zu schneidenden Rohrs ist, desto deutlicher ist dieser Effekt. Mit zunehmender Schneidgeschwindigkeit verkürzt sich die Einwirkungszeit des Lasers, die vom Rohr absorbierte Gesamtenergie nimmt ab, die Temperatur am vorderen Ende des Rohrs sinkt und die Breite des Spalts nimmt ab. Ist die Schneidgeschwindigkeit zu hoch, wird das Rohr möglicherweise nicht durchgeschnitten oder es wird kontinuierlich geschnitten. Dies beeinträchtigt die allgemeine Schnittqualität.

3. Einfluss des Rohrdurchmessers

Beim Laserschneiden von Rohren haben auch die Eigenschaften des Rohrs selbst einen großen Einfluss auf den Bearbeitungsprozess. So hat beispielsweise der Durchmesser von Rundrohren einen erheblichen Einfluss auf die Bearbeitungsqualität. Untersuchungen zum Laserschneiden von dünnwandigen nahtlosen Stahlrohren haben ergeben, dass bei unveränderten Prozessparametern der Laserschneidanlage für Rohre der Durchmesser des Rohrs weiter zunimmt. Auch die Breite wird weiter zunehmen.

4. Art und Druck des Hilfsgases

Beim Schneiden von nichtmetallischen Rohren und einigen Metallrohren kann Druckluft oder Inertgas (wie Stickstoff) als Hilfsgas verwendet werden, während für die meisten Metallrohre aktives Gas (wie Sauerstoff) verwendet werden kann. Nachdem die Art des Hilfsgases bestimmt wurde, ist es auch äußerst wichtig, den Druck des Hilfsgases zu bestimmen. Beim Schneiden eines Rohrs mit geringer Wandstärke und hoher Geschwindigkeit sollte der Druck des Hilfsgases erhöht werden, um zu verhindern, dass Schlacke am Schnitt hängen bleibt; bei großer Wandstärke oder langsamer Schneidgeschwindigkeit sollte der Druck des Hilfsgases entsprechend reduziert werden, um zu verhindern, dass das Rohr nicht durchgeschnitten werden kann oder ständig geschnitten wird. Beim Laserschneiden von Rohren ist auch die Lage des Strahlfokus sehr wichtig. Beim Schneiden befindet sich der Fokus im Allgemeinen auf der Oberfläche des zu schneidenden Rohrs. Wenn sich der Fokus an einer guten Position befindet, ist die Schnittnaht am kleinsten, die Schneideffizienz am höchsten, und gleichzeitig wird der beste Schnitt erzielt.