Что нужно знать о лазерной резке труб

Когда производители думают о технологии резки волоконным лазером, они могут в первую очередь подумать о высокоскоростной резке. Возможно, это и так, но когда дело доходит до резки труб, скорость относительна. Речь идет больше о времени, необходимом для обработки трубы в соответствии со спецификациями, чем о фактической скорости резки трубы. Фотографии предоставлены BLM Group USA Corp.

Примечание редактора: эта статья адаптирована из презентации, сделанной на саммите лидеров FABRICATOR на ежегодном собрании FMA в Нэшвилле 6 марта 2019 года.

Большинство производителей металлов хорошо понимают, что технология волоконной лазерной резки сделала для обработки плоских листов, но что именно волоконный лазер сделал для резки труб? На самом деле совсем немного.

Некоторые вещи весьма заметны. Лазерный «генератор» волоконного лазера намного меньше по сравнению с традиционным резонатором CO2. Фактически, волоконный лазер состоит из блоков диодов, объединенных в модуль размером с портфель, мощность которого может варьироваться от 600 до 1500 Вт. Несколько модулей соединяются вместе, чтобы создать окончательный резонатор с питанием, который обычно имеет размер небольшого картотечного шкафа. Генерируемый свет передается и усиливается через оптоволоконный кабель. Когда свет выходит из оптоволоконного кабеля, он остается таким же, как и при генерации, без потери мощности или качества. Затем он настраивается и ориентируется на тип разрезаемого материала.

Резонатор CO2 намного больше и требует больше энергии, поскольку электричество вводится в комбинацию газов для создания лазерного луча. Зеркала помогают свету стать интенсивнее, подготавливая его к выходу из резонатора. После выхода из резонатора луч должен пройти путь, состоящий из нескольких охлаждаемых зеркал, пока не достигнет линзы. Это перемещение приводит к потере мощности и качества лазерного луча.

Из-за большого количества энергии, необходимой для создания CO2-лазера, он менее эффективен и имеет гораздо меньшую эффективность по сравнению с волоконным лазером. Отсюда следует, что большие охладители, необходимые для CO2-лазеров, также требуют большей общей мощности. Учитывая, что эффективность розеток резонатора волоконного лазера превышает 40 процентов, вы не только используете меньше энергии, но и занимаете меньше места на полу, пользующемся повышенным спросом.

Некоторые вещи не столь очевидны, пока вы не присмотритесь к работающему волоконному лазеру. Поскольку диаметр его луча часто составляет одну треть размера луча CO2, волоконный лазер имеет большую плотность мощности, чем луч CO2-лазера. Это не только позволяет волокну быстрее резать, но и быстрее прокалывать. Этот меньший размер луча также дает волокну возможность резать сложные формы и оставлять острые края. Представьте себе, что вы вырезаете логотип компании из трубки, когда расстояние между буквами логотипа составляет 0,035 дюйма; волокно может сделать такой разрез, а CO2-лазер - нет.

Волоконные лазеры имеют длину волны 1,06 микрона, что на 10 процентов меньше, чем у луча CO2-лазера. Волоконный лазер с гораздо меньшей длиной волны создает луч, который гораздо легче поглощается отражающим материалом; CO2-лазер с гораздо большей вероятностью отразится от поверхности этих материалов. Благодаря этому станки для волоконной лазерной резки могут резать латунь, медь и другие отражающие материалы. Следует отметить, что луч CO2-лазера, отражающийся от материала, может повредить не только режущую линзу станка, но и весь путь луча. Использование оптоволоконного кабеля для прохождения луча устраняет этот риск.

Конечно, волоконный лазер не требует такого внимания с точки зрения обслуживания. Он не требует чистки зеркал и проверок сильфонов, которые необходимы станку для лазерной резки CO2. Поскольку для охлаждения поступает чистая вода из чиллера, а воздушные фильтры регулярно заменяются, сам волоконный лазер не требует профилактического обслуживания.

Еще одним соображением являются модули волоконного лазера размером с портфель — они допускают резервирование. Если в одном модуле возникла проблема, резонатор не отключится полностью. Волоконный лазер является резервным, так что другие модули могут временно производить больше энергии для поддержки нижнего модуля до тех пор, пока не будет завершен ремонт, который, кстати, можно сделать в полевых условиях. В других случаях оптоволоконный резонатор может продолжать выдавать пониженную мощность до тех пор, пока не будет произведен ремонт. К сожалению, если с резонатором CO2 возникает проблема, выходит из строя весь резонатор, а не только в режиме пониженной мощности.