La funció de tall de bisell de les màquines de tall de canonades làser és una tecnologia clau per aconseguir un tall de bisell d'alta{0}}precisió i alta-eficiència en el processament modern de canonades. El seu principi de funcionament integra control d'energia làser, precisió de moviment mecànic i algorismes intel·ligents, que permeten el tall de bisells amb angles específics (com ara en forma de V, en forma d'U, etc.) a la superfície de la canonada per complir els requisits de precisió de la interfície de processos posteriors com la soldadura i l'empalmament. A continuació es presenta una anàlisi detallada dels principis bàsics i dels enllaços tècnics clau:
1. Enfocament energètic del làser Ablació de biga i material
El nucli del tall en bisell a les màquines de tall de canonades làser rau en l'ús d'un raig làser d'alta-energia-densitat com a "eina de tall". L'equip genera llum làser d'una longitud d'ona específica (generalment làser de fibra amb una longitud d'ona d'aproximadament 1064 nm) mitjançant un generador làser. Després de ser enfocat pel sistema de recorregut òptic (inclosos reflectors, lents d'enfocament, etc.), forma un punt de llum d'alta-energia amb un diàmetre extremadament petit (normalment 0,1-0,3 mm). Quan el punt de llum irradia la superfície de la canonada, l'energia lumínica es converteix instantàniament en energia tèrmica, fent que el material de la superfície de la canonada s'escalfi ràpidament fins al punt de fusió o fins i tot el punt d'ebullició, aconseguint una fusió o gasificació local.
En el tall de bisell, la densitat d'energia del feix làser s'ha d'ajustar amb precisió segons el material de la canonada (com ara acer al carboni, acer inoxidable, aliatge d'alumini, etc.) i l'angle de bisell. Per exemple, quan es tallen bisells d'angle-gran en canonades de paret gruixuda-, s'ha d'augmentar la potència del làser per garantir una ablació suficient del material; mentre que per al tall en bisell d'-angle petit en canonades de paret fines-, la potència s'ha de reduir per evitar una cremada o deformació excessiva. Mentrestant, durant el procés de tall s'utilitzen gasos auxiliars (com ara oxigen, nitrogen). L'oxigen pot donar suport a la combustió i accelerar l'oxidació i la fusió del material, mentre que el nitrogen s'utilitza per protegir el tall de l'oxidació, assegurant una superfície de bisell llisa i lliure de rebaves-.
2. Col·locació i fixació precisa de canonades
Per aconseguir un tall de bisell precís, primer s'han de subjectar les canonades de manera estable i col·locar-les amb precisió. Les màquines de tall de canonades per làser solen estar equipades amb diversos jocs de mandrils pneumàtics o hidràulics, que fixen la canonada a l'estació de tall mitjançant accessoris ajustables per garantir que no es tregui ni es desplaça durant el tall. Al mateix temps, l'equip detecta el diàmetre, la longitud i la posició central de la canonada a través de sensors (com sensors fotoelèctrics, codificadors) i retorna les dades al sistema de control, proporcionant paràmetres bàsics per a la planificació posterior del recorregut de tall.
Per al tall en bisell de canonades de forma especial-(com tubs quadrats, tubs rectangulars, tubs el·líptics), el sistema de posicionament també ha d'identificar la forma de la-secció transversal de la canonada per garantir que el punt inicial del raig làser s'alinea amb la superfície de referència de la canonada, evitant errors d'angle de bisell causats per desviacions de posicionament.
3. Ajust d'angle del capçal de tall i control de la trajectòria
La diferència més gran entre el tall en bisell i el tall vertical normal és que el capçal de tall ha de tenir una funcionalitat d'ajust d'angle. El capçal de tall d'una màquina talladora de canonades per làser s'acostuma a muntar en un braç robòtic d'enllaç multi-eix o en un banc de treball CNC, que permet la translació al llarg dels eixos X, Y i Z, així com la rotació al voltant de l'eix A-(angle de rotació) i l'eix B- (angle de gir). Durant el tall de bisell, el sistema de control fa que el capçal de tall giri al voltant de l'eix de la canonada o el punt de tall segons l'angle de bisell preestablert (com ara 30 graus, 45 graus, 60 graus, etc.), fent que el raig làser formi un angle específic amb la superfície de la canonada.
Mentrestant, el sistema CNC calcula automàticament la trajectòria de tall en funció del diàmetre de la canonada, el gruix de la paret i l'angle de bisell. Per exemple, quan es talla un bisell en forma de V-en una canonada circular, el capçal de tall s'ha de moure al llarg de la direcció axial de la canonada mentre fa un moviment circular de manera sincrònica al voltant de la perifèria de la canonada per garantir que l'angle de bisell es mantingui constant en tota la circumferència. Per al tall en bisell a l'extrem d'un tub recte, el control de trajectòria ha d'assegurar que la superfície de tall formi un angle predeterminat amb l'eix del tub, amb un tall pla i no-inclinat.
4. Funcionament col·laboratiu del sistema de control intel·ligent
El tall en bisell a les màquines de tall de canonades làser és un procés col·laboratiu dinàmic de "resposta del material d'energia làser - moviment mecànic -", que està totalment regulat per un sistema de control intel·ligent. La base de dades de tall-integrada del sistema emmagatzema paràmetres làser (potència, freqüència, amplada de pols), velocitat de moviment, pressió de gas auxiliar i altres dades corresponents a canonades de diferents materials i especificacions. Els operadors només han d'introduir informació com ara l'angle de bisell i els paràmetres de la canonada, i el sistema coincidirà automàticament amb els paràmetres òptims.
Durant el tall, els sensors-en temps real controlen la temperatura de l'àrea de tall, les esquitxades d'escòries i altres condicions. Si es produeixen anomalies (com ara el tall incomplet del material, la desviació de l'angle de bisell), el sistema ajustarà immediatament la potència del làser o la velocitat de moviment per aconseguir un control de llaç-tancat. Per exemple, quan es detecten rebaves a la superfície del bisell, el sistema augmentarà automàticament la potència del làser o reduirà la velocitat de tall per garantir la qualitat del tall. A més, alguns equips-de gamma alta admeten funcions de simulació 3D, que poden simular el procés de tall en bisell abans de tallar per-comprovar prèviament els conflictes de trajectòria o els errors de paràmetres, millorant encara més la precisió i l'eficiència del tall.
5. Avantatges i escenaris d'aplicació del tall en bisell
Basant-se en els principis de treball anteriors, el tall de bisell amb màquines de tall de canonades làser té múltiples avantatges: en primer lloc, la propietat d'alta concentració del feix làser garanteix que l'error de l'angle de bisell es pugui controlar dins de ± 0,5 graus, complint els requisits de soldadura d'alta-precisió per a interfícies; en segon lloc, el tall sense-contacte evita la fricció entre les eines mecàniques i les canonades, reduint la deformació de les canonades i el desgast de les eines; tercer, l'eficiència de tall és alta. Per a canonades d'acer inoxidable amb un diàmetre de 100 mm, la velocitat de tall dels bisells de 45 graus pot arribar a 1-2 metres per minut, que és molt superior al tall mecànic tradicional.
Aquesta tecnologia s'utilitza àmpliament en camps com la petroquímica, la fabricació de maquinària i les estructures d'acer. Per exemple, en l'enginyeria de canonades, el tall en bisell fa que les interfícies de canonades formin angles de soldadura precisos, que poden millorar considerablement la resistència i el segellat de la soldadura; en el processament de bastidors d'automòbils, el tall en bisell de canonades amb forma especial-permet un empalmament perfecte dels components, reduint el pes total alhora que garanteix l'estabilitat estructural.
--Rayther Laser Jack Sun--