Лазерная обработка труб
10 готовых технологий экономят деньги и стимулируют производственный процес
Введение лазеров в производство изменило процесс изготовления труб. Сегодня многие ручные операции могут быть заменены технологиями лазерной обработки. В лазерный станок может быть загружена не одна труба, а целый пучок. Резка труб производится с высокой точностью, качественно и быстро, полученные в процессе резки детали затем отправляются непосредственно на конечную сборку.
Несмотря на то, что современные лазеры стали доступными во многих случаях только сейчас, для производства труб лазерная обработка не является чем-то новым. Производители использовали лазеры для резки труб и трубопроводов с конца 1970х годов. В цехах большинство процессов резки труб выполнялось на системах лазерной резки плоских листов, оборудованных дополнительными вращательными осями. Такие системы обеспечивали простые поворотные надстройки и позволяли вручную загружать и выгружать трубы, а также позволяли производителям гибко управлять различными видами работ.

Однако, как только у производителей увеличились объемы и потребности в резке труб, системы ручной загрузки и выгрузки быстро обнаружили свои ограничения.

Лазерные системы, предназначенные для резки труб, решили некоторые проблемы продуктивности, но эти специальные системы были не всегда надежными и экономически эффективными для многих производств. Сегодня стандартизация этих станков увеличила их надежность и снизила их стоимость.

Благодаря интеграции автоматической загрузки труб и выгрузки деталей, производство труб достигло своего расцвета. Проекты, которые требовали некоторых трудоемких операций, длительных сроков сварки или которые казались невозможными из-за нестандартных конструкций, сейчас легко осуществляются на лазерах, предназначенных для обработки труб.

Благодаря возможностям лазеров сейчас могут создаваться новые конструкции и техники.

1.Отрезание по длине
Лазеры предоставляют вам возможность резать трубы – это первое и наиболее часто используемое технология в обработке труб, обладающее высокой степенью точности и отсутствием износа инструментов. Они также предоставляют возможность менять длину отреза на лету, не используя ручные операции. Лазеры способны разрезать трубы без появления шлака и других дефектов, что подходит для случаев, когда требуется идеальная поверхность внутри трубы.

Рисунок 1
Сегодняшние лазерные системы резки труб могут выполнять угловые разрезы, а также некоторые другие, необходимые для различных соединений труб.
2. Угловые разрезы
На сегодняшний день системы лазерной резки труб способны создавать косые срезы для различных соединений труб или других структурных соединений (см. рисунок 1). Бесконтактная природа лазерной обработки позволяет выполнять повторяемые угловые срезы на высокой скорости под различными углами, без погрешностей, износа инструментов и ручных настроек. Углы и дуги, под которыми необходимо выполнять соединения, могут быть выполнены точно и без дополнительной обработки.

Добавляя выступы к разрезам, вы можете обеспечивать точную фиксацию как по длине, так и по повороту трубы. Выступы также могут применяться для того, чтобы фиксировать части труб вместе перед сваркой.

3.Отверстия

Лазерная обработка позволяет вам запрограммировать и создать отверстия в трубах и трубопроводах сложной геометрической формы (см. рисунок 2). Поскольку лазерная обработка не предполагает использование силы, то при этом отсутствуют углубления. Вдобавок, вам не нужны дополнительные инструменты и время для исправления этого эффекта.

4. Поточные соединения
С помощью лазерного режущего станка для труб обработка поточных соединений программируется и затем выполняется за одну операцию, позволяя создавать хорошее изделие и сокращать время изготовления. Лазерная резка этих соединений обычно занимает от двух до четырёх секунд.

Рисунок 2
Лазеры могут быть использованы для вырезания отверстий в трубах и трубопроводах сложных геометрических форм без появления углублений.
5. Сквозные проекции
Сквозные проекции для структурных конструкций могут быть запрограммированы без использования ручных вычислений и выполнены в одну операцию. Вы можете выбрать позицию и угол в программной системе. Станок выполнит разрез, и вы получите детали, готовые к сборке, без использования множества настроек.

6. Лазерная маркировка
В дополнение к функции резки труб, лазерный станок может быть запрограммирован для маркировки деталей с целью их идентификации. Это применимо для травления номеров деталей, серийных номеров или инструкций для сборки, которые видны даже после окрашивания. Маркировка деталей может повысить их ценность благодаря снижению количества ошибок при сборке и упрощению производственного процесса.

Рисунок 3
Байонетные соединения и соединения в виде «ласточкиного хвоста» могут быть запрограммированы на лазерном резчике и использоваться при сборке без сварки, либо в качестве временного соединения при подготовке к сварке.
7. Фиксирующиеся соединения труб

С помощью лазерного режущего станка можно выполнять фиксирующиеся соединения труб. Могут быть запрограммированы два типа соединений: временные многократные соединения и постоянные одноразовые фиксирующиеся соединения. Например, байонетные соединения и соединения в виде «ласточкиного хвоста» могут быть запрограммированы на лазерном режущем станке и использоваться как временное соединение для подготовки к сварке (см. рисунок 3). Но фактически фиксирующиеся соединения труб могут усилить механические сборные соединения, минимизируя или устраняя необходимость сварки.

8. Подготовка к изгибу
Лазерная резка также может быть применима для подготовки труб к ручным операциям изгибов. Отрезы труб могут быть спроектированы в виде различных отверстий, косых срезов и гибких выступов, которые затем могут быть удалены, вследствие чего конструкции труб могут формироваться далее вручную (см. рисунок 4).

9. Новые конструкции
Лазерная обработка может открыть двери к новым конструкциям. Одним из примеров этого является перфорирующий пистолет, применяющийся в нефтяной промышленности. Это длинная труба со сквозными отверстиями, пробиваемыми в различных позициях снизу и сверху трубы, в которые будут вставлены заряды. Этот тип конструкции требует удаления большого количества материала из трубы, чтобы оставалась только некоторая часть между отверстиями.

Рисунок 4

Лазерная резка может подготавливать трубы к ручным операциям изгиба и уменьшать время подготовки к сварке.
Другая новая конструкция – соединение в виде буквы U – это гибкая конструкция, в которой отрезы удаляются, чтобы трубу можно было согнуть под углом к себе (см. рисунок 5). Повторяя эту схему много раз, вы можете создать гибкую трубу из одной цельной трубы. Такие изгибы могут располагаться в ряд, чтобы они шли в одной плоскости, либо их расположение может варьироваться, чтобы затем можно было создавать объемные конструкции.

Трубы спиральной конструкции создаются из сплошной трубы при помощи переплетения кусочков, вырезанных из цельной трубы. Такая схема может применяться в случаях, если, например, требуется создать конструкцию, закручивающуюся вокруг своей оси.

10. Нестандартные формы труб и профилей
В дополнение к более распространенным круглым, квадратным и прямоугольным трубам, лазерные режущие станки для труб также могут обрабатывать трубы нестандартных форм и сложных профилей, таких, как C-образные каналы, D-трубы, эллиптические трубы, экструдированные трубы и прутковый прокат. Обработка необычной геометрии конструкции может быть запрограммирована, что позволит выполнять отрезы, косые срезы, отверстия и подготовку к соединениям также, как для обычных труб.

Рисунок 5
U-соединение – это гибкая конструкция, в которой отрезы удаляются, чтобы трубу можно было согнуть под углом к себе.
Выделенные центры по лазерной обработке труб упрощают создание прототипов и деталей в больших объемах. Сегодняшние системы объединяют от шести и более машинных операций и снижают необходимость ручной настройки, предлагая современным производителям труб быстрый возврат инвестиций и шаг вперед к модернизации и рационализации их производственных операций.

Дэвид Гилмор является инженером по продукту компании TRUMPF Inc.

Дэвид Гилмор

Подписывайтесь на наш блог и узнавайте больше о возможностях лазерной обработки!