Loại bỏ ba via và xỉ nặng: Hướng dẫn khớp tiêu điểm và công suất cho cắt ống laser thành dày

Trong lĩnh vực chế tạo ống công nghiệp nặng, sản xuất máy móc kỹ thuật và thi công tuyến ống dầu khí, việc ứng dụng ống thành dày (thường dùng để chỉ các loại ống kim loại có độ dày thành ống lớn hơn 6 mm) giữ vị trí cốt lõi. Tuy nhiên, nhiều người vận hành máy cắt ống bằng laser thường xuyên gặp phải các khuyết tật cắt khó khắc phục trong sản xuất thực tế: xỉ cắt treo nghiêm trọng ở đáy vết cắt, ba via mép cắt xuất hiện thường xuyên, hoặc thậm chí gián đoạn cắt do khó xuyên thủng. Điều này không chỉ đòi hỏi phải mài thủ công quy mô lớn và gia công thứ cấp mà còn trực tiếp kéo giảm hiệu suất giao hàng của toàn bộ dây chuyền sản xuất.

Để giải quyết triệt để vấn đề gờ và xỉ trong ống thành dày, cần phân tích sâu sắc các cơ chế vật lý của quá trình truyền năng lượng laser và thoát xỉ:

: Ống thành dày có độ dày mặt cắt ngang đáng kể. Khi chùm tia laser xuyên qua lớp bề mặt, mật độ năng lượng chùm tia giảm dần theo độ sâu tăng lên. Nếu vị trí tiêu điểm được đặt không đúng cách, kim loại ở đáy không thể được nấu chảy hoàn toàn.

: Lượng kim loại nóng chảy được tạo ra trong quá trình cắt thành dày vượt xa so với ống thành mỏng. Nếu áp suất khí phụ trợ không đủ hoặc thông số kỹ thuật vòi phun không phù hợp, khí áp suất cao không thể thổi hoàn toàn xỉ ra khỏi đáy rãnh cắt sâu và hẹp, tạo thành xỉ cứng đầu khi nguội.

Để đảm bảo bề mặt cắt sạch, không gờ và không xỉ trên ống thành dày, người vận hành phải hoàn toàn từ bỏ các thông số phổ quát và áp dụng các chiến lược thích ứng quy trình tiên tiến, có mục tiêu:

: Khi cắt ống kim loại thành dày, tốc độ cắt phải được giảm một cách thích hợp đồng thời tăng công suất đầu ra của laser, kéo dài thời gian lưu trú của tia laser tại chỗ để đảm bảo năng lượng quang học xuyên thấu hoàn toàn đáy thành ống và làm tan chảy hoàn toàn kim loại.

: Khác với tiêu cự âm được sử dụng cho ống thành mỏng, khi gia công ống thành dày có thể áp dụng chế độ tiêu cự dương, định vị tiêu điểm hơi cao hơn bề mặt ống hoặc tại vị trí bên trong thích hợp để mở rộng chiều rộng rãnh cắt và nâng cao hiệu quả lưu thông và thoát khí của khí phụ trợ.