Příprava svaru je jedním z nejnáročnějších kroků v těžké výrobě. Díly se řežou do pravého úhlu a poté se přesunou k brusce, zkosovacímu stroji nebo frézce, aby se hrany mohly plně provléknout svarem. Každý pohyb zvyšuje dobu manipulace a riziko chyby. Laserové zkosené řezání přechází do samotného řezu, a proto jej využívají výrobci konstrukční oceli, tlakových nádob a těžkých zařízení.
Typy zkosení: V, Y, X a K
Čtyři běžné tvary zkosení jsou pojmenovány podle profilu, který zanechávají na hraně. Správný tvar závisí na tloušťce plechu, na tom, zda lze spoj svařovat z jedné nebo obou stran, a na tom, co vyžaduje daný postup svařování.
| Typ zkosení | Geometrie | Typické použití | Svařovací strana | a) Měření dodržování pokynů |
|---|---|---|---|---|
| V (nebo A) | Jeden šikmý řez skrz celou tloušťku; A je stejný řez ze spodní strany | Tenký až střední plech svařovaný z jedné strany | Jedna strana | Úhel zkosení, kontrolovaný úhloměrem |
| Y | Šikmý řez s rovnou svislou fasetou (kořenovou plochou) ve spodní části | Plně provařené svary tam, kde kořen potřebuje oporu | Jedna strana | Úhel břitu h8 a zkosení |
| X | 2 šikmé řezy, horní a dolní, setkávající se uprostřed | Silnější plech svařený z obou stran pro snížení deformace a výplně | Obě strany | Horní a dolní úhel a jejich bod setkání |
| K | Horní a spodní zkosení s vertikálním fasetováním mezi nimi | Těžké plechy vyžadující svary z obou stran s definovaným kořenem | Obě strany | Oba úhly plus výška terénu |
Při výběru se řiďte několika praktickými pravidly:
⦿ Jednostranné zkosení ve tvaru V a Y je vhodné pro spoje, které jsou dosažitelné pouze z jedné strany, nebo pro tenčí plechy, kde jeden průchod vyplní drážku.
⦿ Oboustranné zkosení X a K spotřebovává méně přídavného materiálu na tlustém plechu a vyvažuje deformaci, protože teplo je přiváděno z obou stran.
⦿ Fazetka, jako u zkosení Y a K, poskytuje kořenovému kanálu něco, proti čemu se může přivařit, a snižuje propálení.
Úhly zkosení pro přípravu svaru se obvykle pohybují mezi 20 a 45 stupni, přičemž častou volbou je 30 až 37.5 stupňů.
Geometrie drážky pro práci dle předpisů je dána specifikací svařovacího postupu, nikoli řezacím strojem. Vždy naprogramujte zkosení tak, aby odpovídalo postupu, pro který jsou vaši svářeči kvalifikováni, a ověřte, zda příslušný předpis vyžaduje čištění tepelně řezaných povrchů před svařováním.
Jak 3D Práce s úkosovými hlavami
Standardní laserová hlava řeže přímo dolů. Zkosená hlava přidává 2 rotační osy, které naklánějí a otáčejí tryskou, takže paprsek může vstupovat do materiálu pod úhlem, zatímco stroj sleduje obrys dílu. V kombinaci s obvyklým pohybem X, Y a Z to dává 5 os pohybu, a proto se tyto systémy často popisují jako 3D nebo 5osé laserové zkosené řezání.
Řídicí software koordinuje všech 5 os, takže tryska udržuje správný úhel a odstupovou vzdálenost v rozích a křivkách. Dobré systémy také automaticky kalibrují střed nástroje, protože malá chyba v geometrii hlavy se změní na viditelnou chybu v úhlu zkosení a dorazu. Zkosené hlavy na současných strojích obvykle pokrývají ±45 stupňů a některé tuto vzdálenost mírně přesahují.
Proč jsou limity tloušťky při zkosení nižší
Šikmý řez prochází větším množstvím kovu než rovný řez. Efektivní délka řezu se rovná tloušťce plechu dělené kosinem úhlu zkosení:
⦿ Při úhlu 30 stupňů paprsek prořízne přibližně 1.15násobek tloušťky desky.
⦿ Při úhlu 45 stupňů prořízne asi 1.41násobek tloušťky plechu, takže plech o tloušťce 20 mm se chová zhruba jako plech o tloušťce 28 mm.
Proto jedna publikovaná zkosovací hlava udává pro přímé zkosení až 35 až 40 mm v závislosti na úhlu, ale pro plné zkosení 45 stupňů pouze asi 28 mm. Vyšší výkon laseru tyto limity rozšiřuje a dílny, které zkosí tlusté plechy, se obvykle rozhodnou pro... Vysoce výkonné vláknové laserové řezací stroje s tuhostí rámu pro zajištění přesnosti zkosení napříč velkými deskami.
Programování a vnořování zkosených dílů
Zkosené díly vyžadují o něco více plánování než rovně řezané díly. Protože nosník opouští horní povrch pod úhlem, je řez na spodní straně odsazen od horního obrysu, takže díly potřebují v hnízdě větší rozestupy a řezání v jedné ose obvykle probíhá mimo stůl. Mění se také zaváděcí úchyty a manipulace s rohy, protože hlava se musí v ostrých rozích znovu orientovat, aniž by se zkosení vydlabalo.
Většina ovládacích prvků s podporou zkosení umožňuje programátorovi přiřadit typ zkosení, úhel a zarovnání každé hraně dílu a zachovat rovné hrany na stejném dílu ve svislé poloze. Tento kombinovaný přístup umožňuje, aby jedna základní deska měla v jednom programu čtvercové strany, zkosené svarové hrany a otvory pro šrouby.
Laser vs. plazma vs. frézování pro zkosení
Laser není jediný způsob zkosení. Plazmové zkosovací hlavy se na tlustých plechech používají již léta a frézky nebo specializované stroje na zkosení hran zůstávají referenčním měřítkem pro přesnost. Každá z nich má své místo:
| Faktor | Laserové zkosení | Plazmové zkosení | Frézování | a) Měření dodržování pokynů |
|---|---|---|---|---|
| Přesnost zkosení | Vysoká; malá řezná spára a přesné ovládání úhlu | Dobré, s širší řeznou spárou a větší variací úhlu | Nejvyšší, obrobený povrch | Úhlová a dosedací odchylka v dávce |
| Tepelně ovlivněná zóna | Small! | Větší | Nevyplněno | Šířka tepelně ovlivněné zóny (HAZ) na řezaném vzorku |
| Tloušťka rozsahu | Nejlepší do cca 25 až 40 mm, méně při 45 stupních | Rozšiřuje se do těžších desek | Jakákoli tloušťka, pomalu | Maximální tloušťka pod úhlem zkosení |
| Kroky procesu | Řezání a zkosení v jedné operaci | Řezání a zkosení v jedné operaci | Samostatná operace po řezání | Kroky manipulace s jednotlivými díly |
| Kapitálové náklady | Nejvyšší | Spodní | Střední na stroj | Náklady na instalaci oproti ušetřené práci |
Výrobci často kompromis vysvětlují jednoduše: pokud každý zkosený řez musí jít ještě k brusce, než ho svářeč přijme, pak se úkosovací hlava nezaplatila. Laserové zkosené řezy mají tendenci vyhrávat tam, kde záleží na konzistenci úhlu a fazetky, protože těsné uložení snižuje množství přídavného materiálu a opravných svarů. Testování na 12mm konstrukční oceli ukázalo, že laserem řezané zkosené řezy vytvářejí menší tepelně ovlivněnou zónu než jiné tepelné procesy, což napomohlo finálnímu svaru.
Plazma zůstává praktickou volbou pro velmi silné plechy a hrubší konstrukční práce, jak je uvedeno v přehledu laserové řezání vs. plazmové řezací strojeFrézování má stále smysl pro nejmenší tolerance nebo pro díly, které je stejně nutné obrábět. Pro většinu přípravy svarů středních plechů nyní laserová úkosovací hlava zvládne práci v jednom průchodu.
Kvalita řezu na zkosených plochách vyžaduje trochu jiný přístup než u rovných řezů. Struska má tendenci se hromadit na spodní, ostré straně šikmého řezu a fazetka na zkosených plochách Y a K musí zůstat kolmá a správné velikosti, aby kořenový řez fungoval. Volba trysky, tlak plynu a rychlost řezání se ladí pro každý úhel a dobré stroje ukládají tato nastavení do knihovny procesů zkosení, takže obsluha nemusí u každé úlohy začínat od nuly.
Zkosení plechů a desek vs. zkosení trubek
Zkosení plechu
Na plochém plechu sleduje zkosená hlava obrys dílu na lůžku. Typické pracovní rozsahy pro zkosení plechu se pohybují od 8 do 40 mm na nízkouhlíkové oceli, 6 až 25 mm na nerezové oceli a 6 až 20 mm na hliníku, v závislosti na výkonu laseru a úhlu zkosení. Díly, jako jsou příruby, klínky, základní desky a plášťové části tlakových nádob, se ze stolu odebírají s již vytvořenými svarovými hranami. Dílny, které řezají tento druh konstrukční a plechová ocel vidět nejzřetelnější úspory práce.
Zkosení trubek a potrubí
Zkosení trubek přidává do rovnice rotaci. Trubka se soustruží v upínacím sklíčidle, zatímco se hlava naklání, takže stroj může řezat koncové zkosení, sedlové spoje a profily rybího ústí v místech, kde se jedna trubka setkává s druhou. Typické rozsahy zkosení trubek pokrývají průměry od přibližně 20 do 220 mm s tloušťkou stěny až zhruba 8 mm a u větších strojů i větší. A 3D stroj na řezání úkosů laserem na trubky zvládne tyto spoje v jednom nastavení, což nahrazuje ruční značení, řezání a broušení obvykle potřebné pro montáž trubek a rámů.
Trubky také potřebují dobrou oporu. Vícenásobné upínací konstrukce a upínací podpěry zabraňují prohýbání nebo třepání dlouhých trubek při otáčení, což je ještě důležitější při naklonění hlavy. Dílny, které dnes řežou trubky bez zkosení, často začínají s vláknový laserový řezací stroj na trubky a jakmile se příprava svaru stane úzkým hrdlem, přejděte na model zkosení. Tvarované nebo trojrozměrné díly, které vyžadují ořezání a zkosení, jsou úkolem pro 3D robotické řezací stroje s vláknovým laserem.
Kde se vyplatí zkosené řezání
⦿ Konstrukční ocel: základní desky, styčníky a spojovací desky s přípravou pro svary řezané v jednom průchodu.
⦿ Tlakové nádoby a nádrže: příprava pláště a trysek, kde konzistentní geometrie drážek podporuje kvalifikované postupy.
⦿ Těžká zařízení: rámy a výložníky s mnoha svary z tlustých plechů a opakujícími se čísly dílů.
⦿ Výroba trubek a rámů: zkosení konců trubek a sedlové spoje, které by jinak vyžadovaly ruční rozvržení a broušení.
Společným rysem je objem svarových spojů. Čím více zkosení dílna ručně brousí každý týden, tím rychleji se zkosená hlava zaplatí. Konzistentní zkosení také usnadňuje další krok, ať už díly jdou k ručním svářečkám, robotům nebo laserové svařovací stroje které závisí na těsném uchycení.
Jednoduchý odhad práce
Představte si ilustrativní dílnu, která brousí svařovací přípravky na 200 dílech týdně, a to přibližně deset minut na díl. To je více než 30 hodin broušení týdně, než se provede oprava zkosení, které je nerovnoměrné. Pokud úkosovací hlava přesune většinu těchto dílů k řezacímu stolu, ušetřené hodiny se blíží počtu hodin na plný úvazek a zbývající zkosení dorazí svářečům konzistentněji. Nahraďte počet dílů a minuty vlastními údaji, abyste viděli, jaká je návratnost.
Kontrolní seznam pro zkosené řezání
✔ Uveďte typy zkosení, úhly a výšky fazetek, které vaše svařovací postupy specifikují.
✔ Zkontrolujte nejtlustší zkosené díly oproti jmenovité tloušťce stroje v nejstrmějším úhlu.
✔ Změřte, kolik hodin týdně se dnes věnuje broušení nebo frézování přípravy svarů.
✔ Potvrďte automatickou kalibraci řezné hlavy a programování zkosení v řídicím softwaru.
✔ Před zahájením výroby si nastříhejte zkušební kupóny a nechte je zkontrolovat podle vašeho postupu.
Řezání svařovaných zkosených hran jedním průchodem
Viz specifikace, rozsah zkosení a kapacitu trubky 3D stroj na řezání úkosů laserem na trubkya získejte bezplatnou cenovou nabídku na základě vašich rozměrů trubek, tloušťky plechů a požadavků na přípravu svaru.
