Mengapa Tiub Segi Empat Membentangkan Cabaran yang Berbeza Berbanding Kepingan Rata

Kebanyakan pengilang yang beralih daripada pemotongan kepingan rata kepada pemprosesan tiub sering menganggar rendah betapa berbeza sebenarnya keperluan pengaturcaraan dan persiapan. Mesin pemotong laser tiub mampu menangani profil bulat, segi empat dan segi empat tepat, namun tiub segi empat dan segi empat tepat memperkenalkan satu set cabaran khusus: peralihan geometri sudut, variasi ketegaklurusan permukaan pada muka rata, serta keperluan kepala pemotong untuk mengekalkan jarak fokus yang konsisten semasa mengikuti kelengkungan sudut 90 darjah.

Fizik di penjuru bernilai untuk difahami. Apabila kepala laser berpindah dari permukaan rata ke jejari penjuru, kedalaman titik fokus berubah relatif terhadap permukaan bahan. Kebanyakan sistem laser tiub moden mengimbangi perubahan ini secara automatik melalui pengesan ketinggian kapasitif, namun kelambatan tindak balas semasa perubahan arah yang cepat masih boleh menjejaskan kualitas potongan jika kadar suapan tidak disesuaikan pada titik pendekatan ke penjuru.

Pengapitan, Konfigurasi Cakar Suapan, dan Penyediaan Bahan

Sebelum potongan pertama dilakukan, persiapan pengendalian bahan menentukan banyak aspek seterusnya. Stok tiub segi empat sering tiba dengan sedikit pelunturan sepanjang panjangnya, terutamanya pada profil dinding yang lebih nipis. Tiub yang memasuki mesin dengan pelunturan sekadar 2 darjah akan bergerak secara luar paksi apabila cakar berputar untuk membuat potongan profil, menghasilkan ralat sudut pada ciri-ciri yang seharusnya berserenjang dengan paksi tiub.

Memeriksa kelunturan sebelum memuat dan menolak stok yang melebihi had toleransi adalah lebih cepat daripada cuba mengimbangi kesalahan dalam proses pasca-pemprosesan. Kebanyakan pembekal laser tiub menetapkan nilai maksimum kelunturan per meter untuk stok yang boleh diuruskan secara boleh percaya oleh mesin.

Tekanan cengkaman pengapit hadapan dan belakang juga lebih penting pada tiub segi empat sama berbanding tiub bulat. Tiub bulat sentiasa berpusat sendiri di bawah tekanan cengkaman simetri. Tiub segi empat sama memerlukan permukaan rahang pengapit selari dengan sisi rata profil. Rahang yang tidak selari menyebabkan putaran mikro semasa kitaran suapan, yang kelihatan sebagai anjakan kedudukan pada ciri-ciri berturut-turut.

Pendekatan Pengaturcaraan untuk Potongan Bersilang dan Sambungan Miter

Tiub segi empat sama banyak digunakan dalam fabrikasi struktur, dan ini bermaksud sebahagian besar kerja pemotongan melibatkan sambungan miter, potongan pelana (saddle cuts), dan takikan hujung untuk persiapan keliman. Mengaturcara potongan ini pada mesin laser tiub mengikuti logik yang berbeza daripada pengepaman lembaran rata.

Perisian pemotongan memerlukan data keratan rentas yang tepat untuk tiub, termasuk jejari sudut. Kebanyakan tiub segi empat sama yang dibentuk sejuk mempunyai jejari sudut kira-kira 1.5 hingga 3 kali ketebalan dinding. Jika program memperlakukan sudut tersebut sebagai sudut tegak sebenar, pemotongan sebenar akan menyimpang daripada laluan yang diprogramkan pada setiap peralihan sudut, dan penyusunan sambungan mitre akan menunjukkan celah walaupun dimensi kelihatan betul pada cetakan.

Pemilihan gas dan tetapan tekanan untuk ketebalan dinding yang berbeza

Pemilihan gas bantu dalam pemotongan tiub menggunakan laser mempengaruhi kualiti tepi potongan serta tingkah laku terak di bahagian dalam tiub. Untuk tiub keluli lembut, pemotongan dengan bantuan oksigen menghasilkan potongan yang lebih cepat pada kuasa yang lebih rendah tetapi meninggalkan lapisan oksida pada permukaan potongan. Pemotongan dengan nitrogen menghasilkan tepi potongan yang lebih bersih dan bebas oksida, tetapi memerlukan tetapan tekanan dan kuasa yang lebih tinggi.

Untuk tiub segi empat sama berdinding nipis (di bawah 3 mm), nitrogen pada 12 hingga 16 bar biasanya menghasilkan hasil yang paling bersih. Untuk bahagian dinding yang lebih tebal (melebihi 6 mm), bantuan oksigen menjadi lebih praktikal dari segi kos dan kadar pengeluaran, terutamanya apabila kualiti tepi akan ditutupi oleh penyelesaian kimpalan.

Suatu projek fabrikasi di sebuah pembekal komponen struktur di Jiangsu menghadapi masalah sisa lebur berulang pada tiub segi empat sama keluli lembut dengan ketebalan dinding 4 mm. Peralihan daripada oksigen pada tekanan 6 bar kepada nitrogen pada tekanan 14 bar menghilangkan sepenuhnya masalah sisa lebur dalaman, walaupun kelajuan pemotongan berkurang kira-kira 15%. Kompromi ini dapat diterima memandangkan bahagian-bahagian tersebut akan digunakan dalam aplikasi arkitektur yang kelihatan, di mana tanda pengisaran tidak dibenarkan.

Kedudukan Fokus dan Ketumpatan Kuasa untuk Tiub Segi Empat Sama Berdinding Tebal

Bagi tiub segi empat sama dengan ketebalan dinding melebihi 5 mm, kedudukan fokus relatif terhadap permukaan bahan mempunyai kesan yang lebih ketara terhadap kualiti tepi berbanding aplikasi kepingan nipis. Penetapan fokus pada permukaan atas memaksimumkan ketumpatan kuasa pada titik masuk tetapi menghasilkan alur potong (kerf) yang lebih lebar pada muka keluar. Manakala penetapan fokus pada pertengahan dinding menghasilkan geometri alur potong yang lebih seragam sepanjang ketebalan.

Kebanyakan sistem pemotongan tiub laser gentian membenarkan penyesuaian anjakan fokus dalam set parameter CNC. Menjalankan sampel ujian kualiti pemotongan pada anjakan fokus 0, -1 mm, dan -2 mm untuk kombinasi bahan dan ketebalan tertentu mengambil masa sekitar 20 minit, tetapi menetapkan set parameter optimum yang akan kekal konsisten sepanjang kelompok pengeluaran.

Pengendalian Selepas Pemotongan dan Penyingkiran Jerangka di Hujung

Hujung tiub segi empat yang dipotong menggunakan laser umumnya lebih bersih berbanding hujung yang dipotong secara mekanikal dengan gergaji, namun pembentukan jerangka di sudut dalaman profil merupakan isu yang diketahui, terutamanya pada sudut-sudut di mana arah lintasan sinar laser berubah. Jerangka di sudut dalaman tiub segi empat lebih sukar diakses menggunakan alat penyingkiran jerangka biasa.

Alat penyingkiran jerangka di hujung yang direka khas untuk profil segi empat dan segi empat tepat mengatasi masalah ini secara lebih berkesan berbanding set penyingkiran jerangka untuk profil bulat. Untuk pengeluaran berisipadu tinggi, pelengkap penyingkiran jerangka sebaris yang beroperasi bersama sistem pemuat berkas automatik tiub laser tersedia daripada beberapa pembekal perkakasan.

Mesin pemotong laser tiub RAYMAX dikonfigurasikan untuk mengendalikan pelbagai saiz profil segi empat sama dan segi empat tepat dengan sistem pengapit dan pengesan ketinggian yang direka untuk mengekalkan ketepatan pemotongan melalui peralihan geometri yang menjadikan pemprosesan tiub segi empat sama lebih mencabar berbanding kerja kepingan rata.