Principales tecnologías en sistemas de corte por láser de tubos

Los tubos metálicos se utilizan ampliamente en una variedad de industrias, incluida la fabricación aeroespacial, maquinaria de construcción, industria automotriz, petroquímica y equipos agrícolas. Las diferentes aplicaciones requieren piezas de diversas formas y tamaños para satisfacer las diversas necesidades de estas industrias.

La tecnología de procesamiento láser es especialmente adecuada para trabajar con distintos tipos de tubos metálicos. Los sistemas de corte por láser de tubos se caracterizan por su alta flexibilidad y automatización, permitiendo la producción de pequeños lotes de diferentes materiales y tipos de productos.

Principales tecnologías en sistemas de corte por láser de tubos

Sistema de guiado y enfoque del haz.

El sistema de guiado y enfoque del haz dirige el rayo láser emitido por el generador hacia la óptica de enfoque del cabezal de corte. Para el corte de tubos por láser, lograr un corte de alta calidad requiere un rayo láser enfocado con un diámetro pequeño y alta potencia, lo que requiere una salida en modo de orden bajo del generador láser.

Para obtener un diámetro de haz enfocado más pequeño durante el corte de tubos, el láser debe operar en modo transversal de orden inferior, idealmente en modo fundamental. El cabezal de corte del equipo de corte por láser está equipado con una lente de enfoque, que permite enfocar el rayo láser en un punto pequeño, permitiendo un corte de tubos de alta calidad.

Control de trayectoria del cabezal de corte

En el corte de tuberías, la pieza de trabajo suele ser una superficie curva espacial compleja. Los métodos de programación tradicionales pueden ser desafiantes y requieren que los operadores seleccionen la ruta de procesamiento correcta y los puntos de referencia apropiados según los requisitos del proceso.

El sistema de control numérico registra el avance de cada eje y las coordenadas de los puntos de referencia. Las funciones de interpolación espacial lineal y circular del sistema de corte por láser se utilizan para registrar las coordenadas durante el proceso y generar el programa de mecanizado.

Control automático de la posición focal de corte por láser

Controlar la posición del punto focal de corte por láser es un factor crítico que afecta la calidad del corte. Una de las principales tecnologías en el corte de tubos por láser es mantener la posición de enfoque perpendicular a la superficie de la pieza mediante dispositivos automáticos de medición y control.

Con el control integrado de la posición del enfoque láser y los ejes lineales (XYZ) del sistema de procesamiento láser, el movimiento del cabezal de corte láser se vuelve más ágil y preciso, evitando colisiones con el tubo a cortar u otros objetos durante el procesamiento.

Influencia de los principales parámetros del proceso.

  1. Efecto de la potencia del láser.

Para los generadores láser de onda continua, la potencia del láser afecta significativamente el proceso de corte. En teoría, una mayor potencia del láser permite velocidades de corte más altas.

Sin embargo, teniendo en cuenta las características específicas de los tubos, la máxima potencia de corte no siempre es la mejor opción. A medida que aumenta la potencia de corte, el modo del láser también cambia, lo que afecta el enfoque del rayo láser.

En la práctica, muchas veces optamos por un ajuste de potencia por debajo del máximo para garantizar la mayor densidad de potencia en el punto focal, garantizando así eficiencia y calidad en el corte por láser.

  1. Efecto de la velocidad de corte

Para obtener una buena calidad de corte, la velocidad de corte debe estar dentro de un rango determinado. Si la velocidad es demasiado lenta, se acumula calor excesivo en la superficie de la tubería, lo que agranda la zona afectada por el calor, ensancha el corte y quema los bordes cortados, lo que da como resultado una superficie rugosa.

El aumento de la velocidad reduce el ancho promedio de corte alrededor de la circunferencia de la tubería, y este efecto es más pronunciado con diámetros de tubería más pequeños.

A medida que aumenta la velocidad, el tiempo de interacción del láser disminuye, lo que reduce la energía total absorbida por el tubo, reduce la temperatura delante del tubo y estrecha el ancho de la ranura. Si la velocidad es demasiado rápida, pueden producirse cortes incompletos o roturas, afectando la calidad general del corte.

  1. Efecto del diámetro del tubo

Cuando se cortan tubos con láser, las características de los propios tubos influyen en gran medida en el proceso. Por ejemplo, el tamaño del diámetro de un tubo circular afecta significativamente la calidad del corte.

Los estudios sobre el corte por láser de tubos de acero sin costura de paredes delgadas han demostrado que, con parámetros de proceso constantes, un aumento en el diámetro del tubo da como resultado un corte más ancho.

  1. Tipo y presión del gas auxiliar

Para cortar tuberías no metálicas y algunas tuberías metálicas, se puede utilizar aire comprimido o gases inertes (como el nitrógeno) como gases auxiliares, mientras que para la mayoría de las tuberías metálicas son preferibles los gases activos (como el oxígeno).

Después de seleccionar el tipo de gas auxiliar, también es fundamental determinar su presión. Se requiere alta presión al cortar tuberías de paredes delgadas a altas velocidades para evitar que la escoria se adhiera a los bordes cortados.

Por el contrario, al cortar paredes más gruesas o a velocidades más lentas, se debe reducir la presión del gas auxiliar para evitar cortes incompletos. La posición del punto focal del rayo láser al cortar el tubo también es vital.

El punto focal generalmente debe estar en la superficie de la tubería que se está cortando; Cuando está en la posición ideal, se minimiza el corte, se maximiza la eficiencia del corte y se logran los mejores resultados de corte.

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