Лазерная резка круглых труб: технология, особенности, преимущества

Металлические трубы используются при прокладке коммуникаций, строительстве металлоконструкций, изготовлении промышленного оборудования и т.д. Для формирования из проката деталей нужной длины применяют технологии резки материалов.

Есть несколько методов раскроя. Выбор зависит от материала и диаметра трубопроката, размера партии, требуемой точности геометрических характеристик, особенностей эксплуатации изделия.

Лазерная резка круглых труб

Способы резки

Существует механическая, плазменная, газовая или лазерная резка. Каждый их этих вариантов требует наличия специальных установок или инструмента.

Механическая обработка

При механическом способе применяются ручные инструменты — болгарка или роликовый труборез. Они обладают отличными режущими способностями и позволяют выполнять раскрой проката из разных сплавов. Плюсы этого метода — доступность и низкая цена.

Недостатки:

  • Срез получается неровным, на нем могут присутствовать заусенцы. Их устраняют шлифовкой кромки. А это — дополнительные денежные и временные затраты.
  • Одним и тем же инструментом нельзя работать с разными материалами. Параметры режущего элемента выбирают с учетом характеристик сплава. Неправильно подобранный резак может привести к выходу инструмента из строя и деформации разрезаемой поверхности.
  • Раскрой труб большого диаметра и прочных сплавов требует значительных физических усилий.
  • Работа с инструментом требует навыка. Недостаточная квалификация специалиста приводит к снижению качества кромки.
  • Процедура требует соблюдения техники безопасности. Сотрудник, выполняющий работу, должен находиться в защитной маске или очках.
  • В процессе работы образуется пыль. Поэтому не допускается использовать способ при повышенных требованиях к чистоте производства.

Механическая нарезка была единственным способом раскроя до появления других, более совершенных инструментов. Способ применяют и сейчас, но все чаще ручной инструмент заменяют другими установками.

Механическая кройка уместна в тех случаях, когда объем работ небольшой, нет строгих требований к точности и качеству среза. Если раскрой выполняется не на постоянной основе, а время от времени, покупка дорогого оборудования других видов может быть неоправданной.

Газовая резка

Технология газовой резки подходит для проката из разных сплавов. В основе принципа действия лежит способность металлов воспламеняться под действием кислорода, не подвергаясь при этом плавлению. Это свойство присуще малоуглеродистой стали и некоторым другим сплавам, а также бетону и железобетону. Алюминий, медь, чугун, цветные металлы и нержавеющая сталь не обладают этим свойством, поэтому для них существуют другие методы обработки. 

Преимущества технологии

  • низкая цена агрегата;
  • возможность раскроя под разными углами;
  • ровный срез, не требующий дополнительной шлифовки;
  • работа с трубами любого диаметра и толщины.

Недостаток — низкая точность по сравнению с лазером. Для работы требуется установка баллонов с газом, поэтому способ нельзя применять в условиях высокой пожарной опасности

Плазменная резка

Обработка выполняется при помощи специальных установок — плазморезов. Плазма — поток ионизированного газа, раскаленного до нескольких тысяч градусов — подается в зону реза. Высокая температура плазмы способствует плавлению металла в этой области и получению среза нужной формы. При этом прилегающие зоны не деформируются

Преимущества этого метода:

  • Плазменная резка в 4-10 эффективнее, чем кислородная.
  • Технология применяется с любыми металлами. Не нужно приобретать для каждого сплава отдельный плазморез.
  • Срез получается ровным и точным, без заусенцев и других дефектов.
  • Для выполнения работ не требуется подключение газовых баллонов. Это повышает безопасность процесса.

Плазменная резка может выполняться только специалистом, имеющим соответствующий навык. Методика подходит только для труб небольшого диаметра.

Лазерная резка

Резка труб лазером — наиболее точный и эффективный способ. Он подходит для разных металлических сплавов, а также для изделий из пластика. Технология позволяет быстро обрабатывать большие партии продукции, получать ровный срез без дефектов.

Раскрой осуществляется бесконтактно. С помощью излучения можно получить кромку любой формы. Методика применяется для трубопроката с круглым сечением, а также для профильных труб.

Технология

Резка лазером — это бесконтактный процесс. Для раскроя используется оборудование высокой точности с функцией направленного луча. Для металлов большой толщины требуется дополнительная подача газа. При нагревании металл начинает плавиться или закипать. В результате получается срез нужной формы. Воздействие осуществляется только в зоне раскроя. Прилегающие участки ему не подвержены, поэтому технология отличается высокой точностью.

Резка кипением

Такой метод подходит для труб небольшой толщины. Излучение нагревает металл до температуры плавления, а затем — до точки кипения. При достижении этого предела материал начинает испаряться, образуя ровный срез.

Лазерная резка круглых труб при температуре кипения характеризуется высокой точностью, но требует значительных энергозатрат. Поэтому для проката с большой толщиной стенки выгоднее воздействие плавлением.

Резка плавлением

В таком случае лазер нагревает вещество до температуры плавления. Для ускорения процесса в зону реза подается газ. Это может быть воздух, кислород, аргон, гелий, азот. Поток газа необходим, чтобы удалять из зоны раскроя расплавленный металл и продукты горения. Газ поддерживает плавление металла и охлаждает поверхность соседних участков, предотвращая деформацию.

Вид газа зависит от материала заготовки и ее параметров. Чаще всего для поддержки процессов плавления применяют кислород. Это ускоряет процесс и увеличивает глубину реза.

Резка труб лазером

Преимущества и недостатки лазерной резки труб

Процедура обработки лазером схожа с традиционной механической резкой. Роль режущего инструмента играет световой луч, поэтому при работе не образуется отходов.

Преимущества технологии:

  • Высокая точность среза. При помощи оборудования на основе лазерного излучения можно выполнять не только прямой, но и фигурный раскрой. После процедуры не требуется шлифовка кромки.
  • Процедура подходит практически для всех металлических сплавов, а также для пластика и композитных материалов. Чтобы получить качественный результат, нужно только правильно настроить режущий агрегат.
  • Отсутствие механического воздействия предотвращает деформацию изделия в зоне раскроя. Бесконтактный принцип действия дает возможность раскроя хрупких и мелких деталей, которые не могут подвергаться механическому воздействию.
  • Благодаря высокой мощности оборудования, удается добиться быстрого выполнения работы. При помощи такой резки можно быстро выполнять раскрой большого количества изделий. Например, скорость обработки стальной трубы достигает 600 метров в час. Точное значение зависит от параметров заготовки и характеристик оборудования.
  • В процессе работы не образуется пыль и другие отходы. Это дает возможность использовать технологию в любых производственных условиях.
  • Управлять оборудованием на основе лазера намного проще, чем ручным инструментом. Для нарезания металлов не нужно прилагать физические усилия. От оператора требуется только корректный ввод настроек и контроль над выполнением процедуры.
  • Отсутствие механического контакта с режущим инструментом повышает безопасность процесса.
  • Резаки этого вида подходят для изделий любого диаметра и с различной толщиной стенки.
  • Существует большой выбор станков. Они имеют разную стоимость, принцип действия, дополнительные функции. Это позволяет подобрать технику для любого производственного процесса.

Недостатки технологии:

  • Высокая стоимость оборудования по сравнению с ручным инструментом.
  • Существует ограничение по толщине стенки. Для толстостенных изделий методика может не подойти. В таких случаях чаще всего применяют плазменную или механическую резку.
  • Параметры оборудования меняются при работе с разными материалами. Неправильная настройка аппарата может привести к порче заготовки.

Скорость выполнения работы, качество и точность среза зависят от параметров используемого оборудования.

Оборудование для лазерной резки

В продаже представлено большое количество станков для раскроя металлического проката. Они различаются мощностью, типом воздействия, характеристиками обрабатываемого материала.

Большинство современных моделей оснащается числовым программным управлением. С помощью специальной программы можно задавать параметры обработки, указывать траекторию резки, менять характеристики изделия. По принципу формирования светового луча станки бывают твердотельные, углекислотные и оптоволоконные.

Твердотельные установки

В твердотельных труборезах в качестве источника излучения выступает элемент из полупроводникового материала, чаще всего из кремния. Излучатель должен обладать высокой теплопроводностью и обеспечивать значительный коэффициент усиления.

Твердотельные установки подходят как для раскроя, так и для вырезания сложных фигурных деталей. Они применяются в для металлов, хорошо отражающих излучение. К ним относятся алюминий, медь, сплавы серебра.

Преимущества твердотельных труборезов:

  • Возможность работать с прокатом из разных сплавов.
  • Ровный срез, не требующий шлифовки.
  • Резка по сложной траектории.
  • Простота эксплуатации оборудования.
  • Точность обработки, достигаемая малым диаметром светового пятна.
  • Луч может быть передан на значительное расстояние. Благодаря этому, можно выполнять работу в условиях ограниченного пространства.
  • Для повышения точности фокусировки можно установить стеклянные линзы.

Недостатки техники:

  • Резать можно только трубопрокат с небольшой толщиной стенки. Для толстостенных изделий нужно более мощное оборудование.
  • Для некоторых сплавов мощности агрегата может быть недостаточно. В этом случае луч будет проходить сквозь материал, не оказывая на него никакого воздействия. Увеличение мощности установки или уменьшение диаметра светового пятна в этом случае может привести к воспламенению обрабатываемой поверхности.
  • Оборудование энергозатратно.
  • Необходимость установки линз для фокусировки повышает стоимость эксплуатации агрегата.

Твердотельные установки требуют точной настройки для работы с разными материалами. В основном аппараты этого типа работают с металлическими сплавами. Для обработки неметаллических изделий они не подходят. Исключение составляет керамика и некоторые виды пластика.

Твердотельный станок генерирует излучение с длиной волны 1,06 микрон. Для проката с толщиной стенки более 0,5 мм требуется более мощная техника.

Газовые (CO2) резаки

Рабочим телом в СО2-установках служит углекислый газ в чистом виде или его смесь с азотом и гелием. Газ подается через трубку и возбуждается с помощью электрических разрядов. Для усиления мощности излучения в конструкции присутствует отражающее стекло.

Газовые труборезы популярнее, чем твердотельные. Это связано с более высокой мощностью оборудования, которая позволяет разрезать толстостенный прокат. Длина волны излучения — 10,6 микрон. Это в 10 раз больше, чем в твердотельных агрегатах.

Углекислотные приборы более распространены, чем твердотельные. Они более универсальны, подходят для деталей с разными характеристиками. Аппараты применимы не только для металлических деталей, но и для изделий из пластика, камня, полимерных материалов, стекла.

Плюсы углекислотных агрегатов:

  • Универсальность. Установки применяются практически для любых материалов. Они могут разрезать трубы большого диаметра с толстыми стенками.
  • Высокая мощность. Приборы подходят для твердых сплавов. Мощность установки настраивают в зависимости от характеристик обрабатываемого изделия.
  • Оборудование имеет длительный срок службы. Оно может эксплуатироваться в стандартных условиях и при повышенных внешних нагрузках.
  • Срез получается ровным и точным, кромка не требует дополнительной механической обработки.
  • Оператор может задать любую траекторию реза. Аппарат подходит как для ровной резки, так и для формирования кромки сложной формы.
  • Более низкая цена оборудования в сравнении с твердотельными агрегатами.
  • Установка имеет компактные размеры, может быть размещена в небольшом помещении.
  • В процессе работы не образуется отходов.

Устройства на основе углекислого газа имеют принцип действия, аналогичный твердотельным аппаратами и те же недостатки. 

Различия между твердотельными и углекислотными лазерами в том, что второй тип мощнее и используется для более широкого списка материалов.

Оптоволоконные станки

В этом случае световой луч формируется в оптической среде. Волоконный излучатель имеет очень маленький диаметр, что обеспечивает высокую точность резки. С помощью таких резаков можно получить не только прямую, но и фигурную кромку любой сложности. Техника применяется для вырезания острых углов. Агрегаты оптоволоконного типа могут применяться для металлов с большой толщиной стенки и сплавов высокой твердости. Кроме металлических сплавов с их помощью возможно обрабатывать натуральный и искусственный камень, стекло, пластик.

Преимущества оптических лазеров:

  • Малый размер светового пятна обеспечивает высокую точность раскроя.
  • Большая скорость выполнения операций. В среднем процесс резки на оптоволоконной установке происходит в 4-5 раз быстрее, чем для твердотельного лазера.
  • Длительный срок службы. Ресурс оптоволоконного излучателя составляет порядка 100 тысяч рабочих часов.
  • Малое потребление электроэнергии. При одинаковой мощности оптоволоконная машина потребляет в 3-5 раз меньше энергии, чем твердотельная установка.
  • Низкая цена обслуживания. Не нужны линзы для фокусировки.
  • Удобство эксплуатации. Для работы не требуется подключение баллонов с газом.
  • Аппараты комплектуются системой воздушного охлаждения. Это исключает необходимость замены охлаждающей жидкости и делает конструкцию компактной.
  • В процессе эксплуатации оборудования не образуются отходы.
  • Современные установки работают практически бесшумно.

Недостатки оптоволоконных трубных резаков — высокая стоимость, невозможность резки изделий большой толщины.

Оптоволоконная технология наиболее эффективна. Она позволяет быстро обрабатывать большое количество изделий из разных материалов. При этом обеспечивается высокая точность и ровность среза. Он может иметь любую форму. После раскроя кромка не требует дополнительной обработки. Оптоволоконные режущие станки применимы во многих отраслях промышленности, в том числе при раскрое металлопроката разного профиля.

Критерии выбора оборудования

Лазерные установки подходят не только для нарезания заготовок на изделия нужной длины. С их помощью можно также резать стенки трубопроката, накатывать резьбу и выполнять другие виды обработки.

При выборе станка для работы нужно учитывать следующие параметры:

  • Тип установки.
  • Мощность.
  • Уровень энергопотребления.
  • Габариты конструкции.
  • Цена.

Эти параметры выбирают с учетом особенностей технологического процесса.

Оптоволоконные агрегаты — наиболее мощные и универсальные. Они могут применяться для работы с разными материалами. Установки применяют для раскроя проката любой длины и диаметра. Они удобны в эксплуатации, экономично потребляют электроэнергию. Цена оптоволоконного оборудования выше, чем у агрегатов других видов.

Твердотельные машины — это недорогое решение для раскроя деталей с малой толщиной стенки. При помощи таких приборов можно формировать кромку любой сложности. Резаки этого типа используют для проката из разных металлов. Они удобны в эксплуатации, долговечны.

Для изделий высокой толщины и прочности лучше всего выбрать углекислотные агрегаты. Они намного мощнее твердотельных, поэтому справляются с толстостенным металлопрокатом.

Перед началом работы нужно настроить агрегат в зависимости от характеристик обрабатываемого материала и параметров проката. Управление оборудованием осуществляется при помощи программного обеспечения, которое устанавливают на компьютер оператора.

Какие трубы можно резать лазером

Установки на основе лазера подходят для раскроя трубопровода из разных материалов. Прокат может иметь любой диаметр и толщину стенки. Этому способствует большое разнообразие оборудования и гибкость настройки.

Технология работы зависит от типа профиля и материала изделия. Чтобы получить качественный срез, нужно корректно вводить параметры заготовки перед началом работы.

Отличие раскроя круглых и профильных труб

Современные аппараты позволяют осуществлять раскрой круглого трубопроката, а также изделий с квадратной, прямоугольной, овальной и другими формами сечения.

Допустимая длина и толщина круглого проката зависит от выбранного оборудования. Для большинства установок максимальная длина заготовки составляет 6–8 м, а толщина — до 8 мм. Для резки изделий с другими параметрами существует специальное дорогое оборудование. Оно позволяет работать с прокатом длиной до 15 и толщиной до 22 мм. Вес заготовки не должен превышать 20 кг на 1 метр длины.

Резка профильных изделий выполняется при следующих параметрах заготовки:

  • максимальный размер сечения: 14*14 мм;
  • длина заготовки: до 6 метров.

Скорость выполнения раскроя зависит от толщины стенки. Чем она выше, тем медленнее будет протекать процесс.

Для того чтобы элементы заготовки состыковывались друг с другом после раскроя, рекомендуется применять шаблон для резки. Его изготавливают из участка профиля с такой же формой сечения, но большего размера. Перед нарезанием заготовка вставляется в шаблон.

Технологии обработки различных материалов

Кроме формы сечения в технологии раскроя трубопроката лазером имеет значение материал изделия

Лазерная резка меди

Трубы из меди популярны при монтаже различных коммуникаций. Это обусловлено высокой прочностью, антикоррозийными свойствами металла, его пластичностью и долговечностью.

Поскольку медь — мягкий металл, работа с ним требует особой осторожности. Раскрой лазером возможен только для заготовок толщиной не более 5 мм. Обработка выполняется на небольшой скорости. Это позволяет избежать деформации металла. В зависимости от толщины стенки может быть выбран один из методов воздействия: плавление или испарение.

Для работы с этим металлом необходимо устанавливать минимальную толщину луча. Малый размер светового пятна обеспечивает минимальные потери сырья. Кроме того, такое воздействие позволяет избежать деформации участков, прилегающих к зоне обработки. Это очень важно, если учитывать пластичность меди.

Механические методы обработки используют для медных изделий редко. Ручной инструмент требует значительных физических усилий, в результате чего изделие может быть повреждено. Лазерная резка металлических труб предполагает бесконтактное воздействие на поверхность металла, поэтому заготовка не деформируется. Такая технология обработки наиболее предпочтительна для работы с медным прокатом.

Раскрой проката из нержавеющей стали

Трубопровод из нержавеющей стали имеет длительный срок службы. Такие элементы не подвержены коррозии, легко переносят перепады температуры. Они обладают высокой прочностью. Внешний вид позволяет выбирать такой прокат не только для скрытых коммуникаций, но и для организации открытого трубопровода.

Резка лазером позволяет получить ровный и точный срез любой формы. Этот метод дает возможность обрабатывать большое количество заготовок в короткое время, поэтому подходит для больших партий продукции.

В отличие от механического раскроя, лазерная резка не требует дополнительной шлифовки или другой обработки кромки.

Выбор режима резки зависит от толщины стенки. Для тонких заготовок может быть выбран твердотельный труборез. Для изделий высокой толщины применяют газовое или оптоволоконное оборудование.

Резка углеродистой стали

Добавление углерода в сплав повышает прочность стали. Этому способствует температурная обработка изделий. Трубопрокат из такого металла используется для монтажа холодного водопровода и канализации. Они применяются при строительстве металлоконструкций.

Резка заготовок из углеродистой стали лазером выполняется только в среде кислорода. Давление подачи газа выбирают исходя из толщины стенки. Для заготовок толщиной не более 3 мм предельное давление составляет 5 бар. Если толщина стенки проката более 6 мм, то кислород подают под давлением 0,5 бар.

Для устранения расплавленного металла из зоны обработки используется вспомогательный газ. Это может быть азот или кислород. Другая его функция — охлаждение участков, прилегающих к зоне обработки для предотвращения их деформации.

Процесс резки очень быстрый. В отличие от работы с ручным инструментом, он протекает бесконтактно. Это делает работу с оборудованием безопасной для оператора.

Обработка алюминиевого профиля

Алюминиевый трубопровод не подвергается коррозии, устойчив к химическим воздействиям. Материал имеет небольшой вес. Он пластичен и легко поддается обработке. Все эти свойства определяют широкую область применения алюминиевого проката. Он используется при монтаже систем вентиляции, строительстве нефтепроводов, прокладке канализаций и т.д.

Технология резки алюминия лазером отличается от обработки других сплавов. Это связано с высокой теплопроводностью материала. Металл быстро нагревается, в результате чего его поверхность окисляется и разрушается. Поэтому ручной раскрой таких заготовок выполнять очень сложно.

Бесконтактная резка позволяет избежать деформации изделия. Для этого воздействие должно выполняться в течение короткого времени. Работа с алюминиевыми заготовками осуществляется на установках с лазером высокой концентрации. Благодаря этому, обработке подвергается лишь небольшой участок поверхности, исключается деформация прилегающих зон.

Использование лазера для раскроя чугунного трубопроката

Чугун — это хрупкий, тяжелый и непластичный металл. Его преимущество — низкая цена. Чугунные детали имеют длительный срок службы и не подвергаются коррозии. Трубы из этого металла используются при монтаже водопровода, канализации, отопительной системы.

Хрупкость металла затрудняет его ручную обработку. При чрезмерном физическом воздействии металл может потрескаться. Чаще всего для раскроя чугунных заготовок используют плазменную резку или лазерную технологию. Поскольку процесс протекает бесконтактно, деформация и повреждение детали исключено. При температурном воздействии металл плавится и горит. Резка выполняется с подачей газа. Чаще всего применяют смесь ацетилена с кислородом, иногда — пропан.

Работа с латунными заготовками

Латунь представляет собой сплав меди и цинка. Для повышения прочности в него добавляют олово, никель, свинец и другие металлы. Доля таких примесей не должна превышать 10%.

Трубопровод из латуни обладает высокой прочностью. Это позволяет использовать материал в водопроводах и газопроводах с высоким рабочим давлением. Сплав устойчив к появлению ржавчины, легко переносит перепады температур. Невосприимчивость к агрессивным средам позволяет применять латунные детали в нефтегазовой и химической промышленности.

Еще одно свойство латуни — высокая прочность и устойчивость к механическим воздействиям. Это дает возможность использования таких элементов при сооружении металлоконструкций.

Лазерная резка — основной метод раскроя материала. Для предотвращения деформации заготовки используется метод точечного излучения. При таком способе тепловое воздействие осуществляется не постоянно, а периодически в течение короткого времени. Так удается избежать чрезмерного плавления металла.

Световой луч позволяет получить ровный срез без дефектов. Кромка не требует дополнительной обработки. При раскрое на лазерном резаке не меняется цвет заготовки. Оборудование позволяет делать срез прямо или под углом. При помощи лазера можно вырезать в заготовках отверстия небольшого диаметра.

Резка полипропилена лазером

Технология лазерной резки может использоваться не только для металлических изделий. Оборудование применяют также для раскроя заготовок из полипропилена. Для этого процесса требуется газовая или оптоволоконная установка.

Резка выполняется бесконтактно, поэтому деформация изделия и его повреждение исключается. В результате обработки получается ровный край, не требующий дополнительной шлифовки. Установка позволяет получать прямой или фигурный срез.

Трубы из полипропилена — легкие, прочные, эластичные. Они не подвергаются коррозии и удобны в установке. Полипропиленовые элементы используются для холодного и горячего водопровода внутри помещений. Они также применяются при монтаже отопительных систем, теплых полов и т.д.

Заключение

Лазерная резка труб— это современная технология, которая может использоваться для разных материалов. Использование этого метода дает возможность получить трубопровод нужной длины и формы среза.

Разнообразие типов и характеристик оборудования делает способ универсальным. Лазер может использоваться практически для любых металлов, а также для неметаллических изделий. Раскрой осуществляется бесконтактно. Отсутствие механического воздействия позволяет работать даже с хрупкими и пластичными материалами без деформации.

Настройки установки задаются персонально в зависимости от параметров заготовки. Один и тот же аппарат может использоваться для работы с разными материалами. Агрегаты характеризуются высокой производительностью, малым энергопотреблением, простотой и безопасностью эксплуатации.

Если Вам требуются услуги по лазерной резке труб обращайтесь к нам!
Отправьте техническое задание нам на почту Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. или звоните по тел. +7 (499) 959-06-05 – озвучим точную стоимость
в течение 1 часа.

Рейтинг@Mail.ru