Los tubos metálicos se utilizan ampliamente en diversas industrias, como la fabricación aeroespacial, la maquinaria de construcción, la industria del automóvil, la petroquímica y la maquinaria agrícola. Las distintas aplicaciones requieren piezas de formas y tamaños variados para satisfacer las diversas necesidades de estas industrias.
La tecnología de procesamiento láser es especialmente adecuada para trabajar con distintos tipos de tubos metálicos. Tubo corte por láser se caracterizan por su gran flexibilidad y automatización, lo que permite la producción de pequeños lotes de distintos materiales y tipos de productos.
El sistema de guiado y enfoque del haz dirige el haz láser emitido por el generador hacia la óptica de enfoque del cabezal de corte. Para el corte por láser de tubos, conseguir un corte requiere un rayo láser focalizado de pequeño diámetro y gran potencia, lo que exige una salida de modo de bajo orden del generador láser.
Para obtener un diámetro de haz enfocado menor durante el corte de tubos, el láser debe funcionar en un modo transversal de orden inferior, idealmente en el modo fundamental. El cabezal de corte del equipo de corte por láser está equipado con una lente de enfoque, que permite enfocar el haz láser en un punto pequeño, lo que posibilita un corte de tubos de alta calidad.
En el corte de tubos, la pieza de trabajo suele ser una superficie curva espacial compleja. Los métodos de programación tradicionales pueden suponer un reto, por lo que los operarios deben seleccionar la trayectoria de procesamiento correcta y los puntos de referencia adecuados en función de 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.
El control de la posición del punto focal del corte por láser es un factor crítico que afecta a la calidad del corte. Una de las tecnologías clave en el corte de tubos por láser es mantener la posición del foco perpendicular a la superficie de la pieza mediante dispositivos automáticos de medición y control.
Con control integrado de la posición del enfoque láser y los ejes lineales (X-Y-Z) del sistema de procesamiento láser, el movimiento del cabezal de corte láser se vuelve más ágil y preciso, evitando colisiones con el tubo que se está cortando u otros objetos durante el procesamiento.
En los generadores láser de onda continua, la potencia del láser influye significativamente en el proceso de corte. En teoría, una mayor potencia del láser permite mayores velocidades de corte.
Sin embargo, teniendo en cuenta las características específicas de los tubos, la potencia de corte máxima no siempre es la mejor opción. A medida que aumenta la potencia de corte, también cambia el modo del láser, lo que afecta al enfoque del haz láser.
En la práctica, a menudo optamos por un ajuste de potencia inferior al máximo para garantizar la mayor densidad de potencia en el punto focal, asegurando así la eficacia y la calidad en el corte por láser.
Para conseguir una buena calidad de corte, la velocidad de corte debe estar dentro de un determinado margen. Si la velocidad es demasiado lenta, se acumula un calor excesivo en la superficie del tubo, lo que amplía la zona afectada por el calor, ensancha la sangría y quema los bordes de corte, dando como resultado una superficie rugosa.
El aumento de la velocidad reduce la anchura media de la sangría alrededor de la circunferencia del tubo, y este efecto es más pronunciado con diámetros de tubo más pequeños.
A medida que aumenta la velocidad, el tiempo de interacción del láser se acorta, lo que reduce la energía total absorbida por el tubo, disminuye la temperatura en la parte delantera del tubo y reduce la anchura de la sangría. Si la velocidad es demasiado rápida, pueden producirse cortes incompletos o roturas, lo que afecta a la calidad general del corte.
Cuando se cortan tubos con láser, las características de los propios tubos influyen mucho en el proceso. Por ejemplo, el tamaño del diámetro de un tubo circular influye significativamente en la calidad del corte.
Los estudios sobre el corte por láser de tubos de acero sin soldadura de pared delgada han demostrado que, con parámetros de proceso constantes, un aumento del diámetro del tubo da como resultado un corte más ancho.
Para cortar no metálico y algunos tubos metálicos, pueden utilizarse aire comprimido o gases inertes (como el nitrógeno) como gases de asistencia, mientras que para la mayoría de los tubos metálicos son preferibles los gases activos (como el oxígeno).
Tras seleccionar el tipo de gas de asistencia, también es crucial determinar su presión. Cuando se cortan tubos de paredes finas a alta velocidad, se necesita una presión elevada para evitar que la escoria se adhiera a los bordes de corte.
Por el contrario, al cortar paredes más gruesas o a velocidades más lentas, la presión del gas de asistencia debe reducirse para evitar cortes incompletos. La posición del punto focal del rayo láser durante el corte de tubos también es vital.
El punto focal debe estar generalmente en la superficie del tubo que se está cortando; cuando está en la posición óptima, se minimiza la sangría, se maximiza la eficacia de corte y se consiguen los mejores resultados de corte.
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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