การตัดท่อเอียงคืออะไร วิธีการและคู่มือเครื่องจักร

การตัดท่อด้วยเลเซอร์ เทคโนโลยีได้รับการนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการผลิต โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านการประมวลผลความแม่นยำ นอกเหนือจากการตัดแนวตั้งแบบธรรมดาแล้ว การตัดเอียง ได้กลายเป็นเทคนิคระดับสูงที่ปรับปรุงคุณภาพการเชื่อมอย่างมีนัยสำคัญและรองรับการสร้างข้อต่อโครงสร้างที่มีความแข็งแรงสูง

1.0การตัดท่อเอียงคืออะไร?

การใช้งานทั่วไป ได้แก่:

• การเตรียมมุมเอียงก่อนการเชื่อม
• ข้อต่อมุมเอียงสำหรับโปรไฟล์ท่อที่ไม่เป็นมาตรฐาน
• การเชื่อมต่อท่อโครงสร้าง 3 มิติ
• การออกแบบข้อต่อรับแรงสูงในชุดรับน้ำหนัก

2.0ความสามารถในการตัดเอียงของเครื่องตัดเลเซอร์ท่อ

มุมเอียง เครื่องตัดท่อเลเซอร์ เป็นระบบเลเซอร์ไฟเบอร์แบบพิเศษที่ออกแบบมาสำหรับการตัดท่อโลหะที่มีขอบเอียงหรือเอียง ซึ่งแตกต่างจากเครื่องตัดเลเซอร์มาตรฐานที่ตัดได้เฉพาะแนวตรงที่ตั้งฉากกับผิวท่อ ระบบการตัดแบบเอียงช่วยให้ตัดได้เป็นแนวเฉียง โดยปกติจะอยู่ในช่วง 0° ถึง 45° ขึ้นอยู่กับรุ่น

เครื่องจักรที่ทันสมัยผสานรวมคุณสมบัติการตัดเอียงหลายประการ เช่น:

• การตัดมุมคงที่:มุมเอียงมาตรฐานเช่น 45° เพื่อให้รอยเชื่อมมีความสม่ำเสมอ
• การตัดแบบปรับมุมได้:การปรับเส้นทางแบบไดนามิกสำหรับมุมเอียง 3 มิติที่ซับซ้อน
• การเอียงด้านข้างเดียว:การตัดมุมที่ด้านหนึ่งของท่อ
• การเอียงหลายด้าน:การตัดแบบมุมสี่หรือหกด้านสำหรับการออกแบบข้อต่อที่ซับซ้อน

วัสดุที่เข้ากันได้:

เหล็กกล้าคาร์บอน สแตนเลส โลหะผสมอลูมิเนียม โลหะผสมไททาเนียม และวัสดุท่ออุตสาหกรรมมาตรฐานอื่นๆ

3.0หลักการทางเทคนิคของการตัดเอียง

หัวใจสำคัญของการตัดแบบเอียงคือการควบคุมหัวเลเซอร์แบบหลายแกน โดยทั่วไป เครื่องจักรจะต้องติดตั้งระบบเคลื่อนที่ 5 แกน (แกน X/Y/Z + แกนหมุน + แกนเอียง) หรือความสามารถในการปรับ 3D แบบไดนามิก

ส่วนประกอบทางเทคนิคที่สำคัญ:

• กลไกหัวเลเซอร์แบบเอียง:หัวเลเซอร์ซึ่งควบคุมด้วยมอเตอร์หรือระบบเครื่องกล จะเอียงออกจากท่อในมุมที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ทำให้สามารถตัดเป็นมุมได้อย่างแม่นยำ
• รองรับอัลกอริทึมเส้นทาง:ระบบ CAD/CAM จะต้องสร้าง G-code ที่รองรับเส้นทางเครื่องมือเอียงเพื่อให้แน่ใจว่าเส้นทางการตัดแม่นยำและควบคุมได้
• การชดเชยมุมตกกระทบ:มีการปรับแต่งค่าการโฟกัสออฟเซ็ตและการเปลี่ยนแปลงความกว้างของรอยตัดบนพื้นผิวเอียง ช่วยให้รักษาความแม่นยำในการตัด
• ช่วยปรับแก๊ส:มุมเอียงที่กว้างกว่าต้องใช้การไหลของก๊าซช่วยและแรงดันที่สูงขึ้นเพื่อป้องกันการสะสมของตะกรันและเพื่อให้แน่ใจว่าขอบจะเรียบ

4.0ความสำคัญและข้อดีของการตัดท่อเอียง

• ขั้นตอนการเตรียมการเชื่อม:การตัดเอียงเป็นส่วนสำคัญของการเตรียมการเชื่อม โดยช่วยให้มั่นใจถึงความแข็งแรงและเสถียรภาพของข้อต่อ
• คุณภาพการเชื่อมดีขึ้น:สร้างมุมเอียงรูปตัว V, K หรือ X ที่ช่วยเพิ่มความลึกของการเจาะและพื้นที่เชื่อม ลดความเสี่ยงของการหลอมรวมที่ไม่สมบูรณ์ การแตกร้าว และความเข้มข้นของความเค้น
• เพิ่มความแข็งแรงของข้อต่อ:มีประโยชน์อย่างยิ่งโดยเฉพาะในแอพพลิเคชั่นที่มีความน่าเชื่อถือสูง เช่น ท่อส่งแรงดัน ส่วนประกอบโครงสร้าง และกรอบอุปกรณ์หนัก
• ประสิทธิภาพการเชื่อมที่สูงขึ้น:ลดความจำเป็นในการเจียรหลังการเชื่อมและการตกแต่ง ทำให้วงจรการผลิตโดยรวมสั้นลง
• บูรณาการเข้ากับระบบอัตโนมัติ:การตัดเอียงกลายเป็นกระบวนการมาตรฐานในระบบเลเซอร์อัตโนมัติเพื่อการเชื่อมที่มีความสม่ำเสมอสูงและความแม่นยำสูง
• รองรับการผลิตอัจฉริยะ:ช่วยให้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างที่ขับเคลื่อนด้วยการออกแบบและการผลิตที่แม่นยำซึ่งสอดคล้องกับเป้าหมายการผลิตอัจฉริยะ

5.0ความท้าทายกับวิธีการตัดท่อเอียงแบบดั้งเดิม

• ความยากในการเชื่อม:วิธีการทั่วไปมักส่งผลให้เกิดช่องว่างขนาดใหญ่เกินไปหรือมุมเอียงที่ไม่ถูกต้อง ส่งผลให้กระบวนการเชื่อมมีความซับซ้อนและต้องทำงานซ้ำด้วยมือ
• ข้อจำกัดความแม่นยำ:การตัดด้วยเปลวไฟหรือพลาสม่ามีปัญหาในการรักษาความแม่นยำในมุมที่ซับซ้อน และอาจทำให้เกิดการเสียรูปอันเนื่องมาจากความร้อน
• ความเร็วในการประมวลผลช้า:การตัดแบบดั้งเดิมนั้นใช้เวลานาน โดยมักต้องปรับหลายครั้งเพื่อให้ได้มุมเอียงที่ต้องการ
• ของเสียจากวัสดุ:ความแม่นยำที่ต่ำลงและความจำเป็นในการประมวลผลรองทำให้มีการใช้ปริมาณวัสดุที่มากขึ้นและต้นทุนที่เพิ่มขึ้น
• ความยืดหยุ่นจำกัด:วิธีการทางกลและความร้อนขาดความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับวัสดุและความหนาของผนังที่แตกต่างกัน ซึ่งมักต้องเปลี่ยนเครื่องมือและปรับเปลี่ยนการตั้งค่า

6.0วิธีการเลือกเครื่องตัดเลเซอร์ท่อที่มีความสามารถในการเอียงขอบ

ระบบตัดเลเซอร์ท่อไม่ได้ติดตั้งอุปกรณ์สำหรับการตัดแบบเอียงทั้งหมด เมื่อเลือกเครื่องจักร ควรใส่ใจกับคุณสมบัติต่อไปนี้:

• หัวตัดเลเซอร์ 5 แกน: ช่วยให้ปรับแต่งแบบไดนามิกด้วยการหมุนและการเอียง
• ระบบควบคุมอัจฉริยะ: รองรับการเขียนโปรแกรมเส้นทางเอียงและการแสดงตัวอย่างจำลอง
• ระบบจับยึดแบบโรตารี:จับและหมุนท่อโดยอัตโนมัติเพื่อให้แน่ใจว่าวิถีการตัดเอียงมีความเสถียร
• ระบบรองรับอัตโนมัติ:รองรับแบบไดนามิกให้กับท่อที่ยาวเพื่อป้องกันการเบี่ยงเบนและการสั่นสะเทือน
• ฟังก์ชั่นเสริม:คุณสมบัติต่างๆ เช่น ระบบโฟกัสอัตโนมัติ หน่วยระบายความร้อน และระบบดูดฝุ่น ช่วยปรับปรุงความแม่นยำและความปลอดภัยในการทำงาน

7.0คู่มือทีละขั้นตอนในการใช้งานเครื่องตัดท่อเลเซอร์แบบเอียง

7.1ขั้นการเตรียมตัว

• การตั้งค่าวัสดุ: ยืนยันวัสดุท่อ เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก และความหนาของผนัง
• การติดตั้งชัค:ติดตั้งท่อเข้าในหัวจับอัตโนมัติและจัดให้ตรงกับแกนกลาง
• โมเดลนำเข้าโหลดแบบจำลองการตัด 3 มิติที่มีเส้นทางเอียง เช่น ไฟล์ STEP

7.2การกำหนดค่าพารามิเตอร์

• การตั้งค่ามุม: ตั้งมุมการตัดตามการออกแบบ (เช่น เอียง 45°)
• พารามิเตอร์เลเซอร์:ปรับกำลังเลเซอร์ (โดยทั่วไป 1,500 วัตต์–3,000 วัตต์) และช่วยแรงดันแก๊ส
• การตั้งค่าเส้นทางการตัด:กำหนดจุดเจาะและเส้นทางการตัดเพื่อหลีกเลี่ยงโซนที่เกิดการบิดเบือนจากความร้อน

7.3กระบวนการตัด

• หัวเลเซอร์จะเอียงไปยังมุมที่ตั้งไว้และซิงโครไนซ์กับการหมุนของหัวจับ
• เส้นทางการตัดและมุมตกกระทบได้รับการปรับแบบไดนามิกเพื่อความแม่นยำของมุมเอียง
• กระบวนการทั้งหมดได้รับการตรวจสอบแบบเรียลไทม์เพื่อป้องกันการเบี่ยงเบนมุมหรือการรบกวนจากการสั่นสะเทือน

7.4ขั้นตอนหลังการตัด

• การลบคม:ใช้ล้อเจียรหรือเครื่องมือลบคมเพื่อทำความสะอาดขอบ
• การตรวจสอบมุม:ตรวจสอบความแม่นยำของการเอียงโดยใช้ไม้บรรทัดหรือสแกนเนอร์ 3 มิติ
• การตรวจสอบคุณภาพ:ประเมินความเรียบร้อยของพื้นผิว ความเบี่ยงเบนของแนวตั้งฉาก และเรขาคณิตของมุมเอียง

8.0กระบวนการตัดท่อขั้นสูงทั่วไป

เนื่องจากการออกแบบโครงสร้างมีความซับซ้อนมากขึ้นและมาตรฐานการผลิตยังคงเพิ่มขึ้น จึงมีการพัฒนาเทคนิคการตัดท่อเฉพาะทางต่างๆ ขึ้น กระบวนการเหล่านี้ไม่เพียงแต่ตอบสนองความต้องการการประกอบที่หลากหลายเท่านั้น แต่ยังช่วยปรับปรุงคุณภาพการเชื่อมและประสิทธิภาพโครงสร้างได้อย่างมากอีกด้วย

8.1การตัดเอียง

การตัดแบบเอียงเกี่ยวข้องกับการตัดปลายท่อหรือขอบแผ่นตามมุมที่กำหนด โดยหลักแล้วเพื่อเตรียมการเชื่อม การสร้างมุมเอียงจะช่วยเพิ่มความแข็งแรงของรอยเชื่อมและความสมบูรณ์ของข้อต่อ วิธีนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตท่อและโครงสร้าง

8.2การตัดคอนทัวร์ 3 มิติ

การตัดแบบคอนทัวร์ 3 มิติใช้ระบบเลเซอร์หลายแกนเพื่อตัดตามโปรไฟล์สามมิติที่ซับซ้อน วิธีนี้เหมาะสำหรับรูปร่างท่อที่ไม่เป็นมาตรฐานและส่วนประกอบที่ซับซ้อน ช่วยให้ตัดคอนทัวร์ได้อย่างแม่นยำและตรงตามข้อกำหนดการประกอบโดยละเอียด

8.3การตัดขึ้นรูปปลายท่อ

ซึ่งรวมถึงกระบวนการต่างๆ เช่น การขยาย การเรียว และการตัดปลายหน้าแปลน เพื่อให้สามารถเชื่อมต่อปลายท่อได้อย่างมีประสิทธิภาพ มักใช้ในระบบท่อและชิ้นส่วนเชิงกลเพื่อให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือในการปิดผนึกและความแข็งแรงของข้อต่อ

8.4การตัดกิ่ง

การตัดแบบแยกสาขาใช้เพื่อสร้างช่องเปิดทางออกบนท่อหลัก โดยมักจะใช้ร่วมกับการตัดแบบแยกส่วน (หรือแบบอานม้า) กระบวนการนี้มีความจำเป็นสำหรับการออกแบบเครือข่ายท่อ และช่วยให้การวางผังและการประกอบระบบท่อที่ซับซ้อนเป็นไปอย่างราบรื่น

8.5การตัดหลายหน้า

เทคนิคนี้มุ่งเป้าไปที่หลายด้านของท่อหรือโปรไฟล์ ช่วยให้สามารถตัดพร้อมกันหรือต่อเนื่องเพื่อเตรียมอินเทอร์เฟซการเชื่อมต่อที่แม่นยำ เหมาะเป็นพิเศษสำหรับการเชื่อมต่อท่อที่มีมุมหลายมุมที่มีความแม่นยำสูง

8.6การตัดเอียงข้อต่อ

การตัดเอียงข้อต่อจะสร้างรูปร่างเอียงเฉพาะบนพื้นผิวที่เชื่อมต่อเพื่อให้แน่ใจว่าปิดผนึกได้แน่นหนาและมีความแข็งแรงเชิงกลเมื่อเชื่อมต่อท่อหลายส่วน การตัดเอียงมีส่วนสำคัญต่อความน่าเชื่อถือในระยะยาวของการติดตั้งท่อ

9.0ปัญหาทั่วไปและแนวทางแก้ไขในการตัดด้วยเลเซอร์แบบเอียงท่อ

10.0การใช้งานทั่วไปของการตัดเอียงด้วยเลเซอร์สำหรับท่อ

การเตรียมการเชื่อม

วัตถุประสงค์:เพื่อสร้างมุมเอียงที่รอยเชื่อมสำหรับการเชื่อมแบบเจาะทะลุหรือการเชื่อมต่อที่มีความแข็งแรงสูง

ประเภทมุมเอียงทั่วไป:

• มุมเอียงแบบ V (ด้านเดียว 30°/45°)
• มุมเอียงแบบ Y
• มุมเอียงแบบ K (สมมาตร 45° ทั้งสองด้าน)
• มุมเอียงแบบ X (ใช้สำหรับข้อต่อท่อที่มีผนังหนา)

สถานการณ์ทั่วไป:

• การเชื่อมท่อส่งน้ำมันและก๊าซ
• การประกอบภาชนะรับแรงดัน
• การเชื่อมต่อโครงถักด้วยท่อผนังหนา
• งานผลิตถังเก็บน้ำสแตนเลส

การประกอบโครงสร้างและการสร้างกรอบ

วัตถุประสงค์:การเชื่อมต่อท่อหลายมุมที่โหนดโครงสร้างเพื่อปรับปรุงความแม่นยำในการประกอบและประสิทธิภาพการรับน้ำหนัก

ส่วนประกอบทั่วไป:

• โครงสร้างสามมิติ (โครงเหล็กสามเหลี่ยม, โครงสร้างสะพาน)
• โครงเครื่องฟิตเนส (ข้อต่อท่อหลายทิศทาง)
• โครงสร้างบ้านอัจฉริยะหรือเฟอร์นิเจอร์โลหะ (เช่น ขาโต๊ะ)

ข้อดี:

• ไม่จำเป็นต้องเจียรเอียงด้วยมือ
• ความแม่นยำเชิงมุมสูงพร้อมช่องว่างระหว่างข้อต่อที่น้อยที่สุด
• ปรับปรุงรูปลักษณ์การเชื่อมและเสถียรภาพของโครงสร้าง

การผลิตยานยนต์

แอปพลิเคชั่น:

• ข้อต่อเชื่อมระบบไอเสีย (ข้อศอกสแตนเลสหรือไททาเนียม)
• ท่อแชสซี (การเชื่อมต่อป้องกันการสั่นสะเทือนหรือการเสริมแรง)
• การเชื่อมต่อกรอบถาดแบตเตอรี่ (สำหรับรถ EV และรถยนต์ไฮบริด)

จุดเด่นทางเทคนิค:

• การตัดเอียงผนังบางโดยไม่เสียรูป
• ความสม่ำเสมอสูงในช่องว่างการเชื่อม
• เหมาะสำหรับการผลิตอัตโนมัติขนาดใหญ่

ระบบขนส่งทางรางและอวกาศ

แอปพลิเคชั่น:

• ส่วนประกอบโครงสร้างท่อที่มีน้ำหนักเบา
• ข้อต่อเอียงเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการกระจายความเครียด
• การเตรียมร่องเชื่อมเพื่อการออกแบบที่ทนทานต่อความเมื่อยล้า

วัสดุ:เหล็กกล้าแรงสูง โลหะผสมไททาเนียม โลหะผสมอะลูมิเนียม-แมกนีเซียม

คุณสมบัติหลัก:

• ความคลาดเคลื่อนของมุมแคบ (ภายใน ±0.2°)
• พื้นผิวเรียบเนียน (ไม่จำเป็นต้องมีการตกแต่งเพิ่มเติม)

โครงสร้างเหล็กและระบบผนังกระจก

แอปพลิเคชั่น:

• การเอียงเหล็กฉากและท่อกลมสำเร็จรูปสำหรับการเชื่อมต่อโหนด
• รอยเชื่อมที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมทั้งในด้านสุนทรียศาสตร์และความสมบูรณ์ของโครงสร้าง
• การเชื่อมต่อแบบทแยงมุมของโปรไฟล์อลูมิเนียมผนังม่าน

ข้อดี:

• ทดแทนกระบวนการเลื่อย + เอียงแบบดั้งเดิม
• ปรับปรุงความแม่นยำและประสิทธิภาพการประกอบในสถานที่
• รองรับการสร้างแบบจำลองแบบบูรณาการ BIM และการเขียนโปรแกรมเส้นทางเครื่องมือ

การผลิตระบบท่อและระบบแรงดัน

อุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้อง:ภาคพลังงาน ไฟฟ้า เคมีภัณฑ์ อาหาร และเภสัชกรรม

แอปพลิเคชันที่สำคัญ:

• การเชื่อมท่อแรงดันแบบเอียง
• การตัดเอียงท่อสุขภัณฑ์สแตนเลสให้เรียบร้อย
• ช่องเปิดลาดเอียงสำหรับการเชื่อมต่อท่อสาขา Y และ T

ข้อกำหนดทางเทคนิค:

• มุมเอียงที่มีความแม่นยำสูงพร้อมขอบที่ปราศจากเสี้ยน
• ผนังด้านในสะอาด ไร้ตะกรันหรือออกซิเดชั่น (เป็นไปตามมาตรฐาน GMP และ ASME)

11.0บทสรุปและข้อเสนอแนะในการดำเนินงาน

การผสานเทคโนโลยีการตัดเฉียงเป็นจุดเริ่มต้นของยุคใหม่ในการประมวลผลท่อด้วยเลเซอร์ ช่วยให้มีความแม่นยำสูงขึ้นและมีรูปทรงที่ซับซ้อนมากขึ้น เพื่อให้ได้การตัดเฉียงที่เสถียรและมีประสิทธิภาพ ผู้ผลิตควรทำดังนี้:

• เลือกเครื่องตัดเลเซอร์ท่อที่มีความสามารถในการเคลื่อนที่พร้อมกัน 5 แกน
• ใช้ซอฟต์แวร์ออกแบบเส้นทางเอียงเฉพาะทาง
• จัดให้มีการฝึกอบรมผู้ปฏิบัติงานเกี่ยวกับการทำงานของเครื่องจักรและพารามิเตอร์ของกระบวนการ
• บำรุงรักษาระบบเป็นประจำเพื่อให้แน่ใจว่าการเคลื่อนไหวมีความแม่นยำและสามารถทำซ้ำได้

ด้วยอุปกรณ์และการจัดการกระบวนการที่เหมาะสม การตัดเอียงไม่เพียงแต่ช่วยปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ แต่ยังช่วยลดต้นทุนแรงงานคนและเพิ่มความสามารถในการแข่งขันของการผลิตโดยรวมอีกด้วย

 

อ้างอิง

https://en.wikipedia.org/wiki/Pipe_Cutting