Резка труб и профиля: трубный лазер, модель детали, шов, остаток и первая деталь

Как устроен трубный лазер

Трубный лазер — станок, который режет трубу и профиль по всему периметру, а не плоский лист. Трубу загружают из пачки или вручную. Задний патрон зажимает её конец, подаёт вдоль оси и поворачивает. Передний патрон или опора держат трубу у зоны резки, промежуточные опоры не дают ей провисать. Головка режет сверху, а нужная грань приходит под неё поворотом трубы. Готовая деталь отрезается и выгружается на стол или конвейер.

Пределы станка задаёт паспорт: наибольший диаметр или сторона профиля, длина загружаемого хлыста, масса погонного метра, наибольшая длина готовой детали и толщина стенки для вашего материала и мощности лазера. У разных станков цифры сильно отличаются. Например, у одного станка автоматический загрузчик в базовом исполнении принимает трубу до 6500 мм, а хлыст 12 м на него целиком не встанет — его придётся предварительно резать. Перед первым заданием найдите эти пределы в паспорте своего станка.

Масса погонного метра — отдельное ограничение: станок может взять диаметр, но не удержать тяжёлую трубу в патронах. Прикинуть массу метра можно в калькуляторе массы металла.

Модель трубы вместо DXF

На листе деталь плоская, и программе хватает контура из DXF. На трубе отверстие на боковой грани, косой торец или вырез под примыкание другой трубы лежат в объёме. Поэтому развёртку трубы не делают: программу строят в CAM по 3D-модели детали, обычно в формате STEP.

Что это значит для оператора:

• Сечение в модели и на станке совпадают. Если в модели профиль 40 × 40 × 2, а на складе взяли 40 × 40 × 3, вырезы у рёбер окажутся не там. Сверяйте сечение и стенку в задании с биркой хлыста.
• Радиус углов профильной трубы. В модели он должен совпадать с реальным прокатом — данные берут из стандарта на сортамент, см. профильную квадратную трубу.
• Базы. Привязку отверстий задают от грани и торца. Какая грань «верхняя» при загрузке, программа задаёт так же, как ноль листа.

Круглая и профильная труба, уголок и швеллер

Круглая труба — сечение без граней: головка режет окружность при повороте трубы, а положение выреза по окружности задаёт угол поворота. Для круглой трубы длина реза прямого торца — π · D: у трубы Ø60 это π · 60 ≈ 188,5 мм.

Профильная труба — квадратная или прямоугольная, с наружным радиусом на рёбрах. По ГОСТ 30245-2003 гнутые замкнутые профили изготавливают длиной от 6 до 12 м. Рез идёт по граням и огибает скругления, поэтому радиус в модели важен.

Открытые профили — уголок, швеллер, двутавр — режут не все станки. Производители многих станков заявляют резку C-, H-, I- и L-профилей, но возможность и размеры проверяют по паспорту. Сечение открытого профиля в модели тоже берут по сортаменту, например уголок равнополочный или швеллер с уклоном полок.

Реальная труба бывает изогнута и скручена в пределах допуска на прокат, а станок режет по идеальной модели. Некоторые станки сканируют трубу и поправляют положение резов, другие — нет. Если на вашем станке такой функции нет, кривой хлыст — повод позвать мастера до резки, а не после.

Сварной шов трубы

Электросварная прямошовная труба (ГОСТ 10704-91) и гнутый профиль имеют сварной шов вдоль всей длины. Для простой детали его положение неважно. Но в задании может стоять требование: вырез не должен попадать на шов, или шов должен оказаться с определённой стороны рамы.

Как его выдерживают:

• Функция поиска шва. Станок сам находит шов и поворачивает трубу. У части станков это опция, а не стандарт — проверьте паспорт.
• Ориентация при загрузке. Если функции нет, оператор кладёт трубу швом в сторону, которую задаёт инструкция или технолог, и проверяет на первой детали.

Если в задании есть требование к шву, а станок его не находит, не угадывайте — уточните у мастера, как ориентировать трубу.

Фаски, пазы-шипы, маркировка и резка до гибки

Трубный лазер не только отрезает: он готовит деталь к сборке.

Пазы и шипы. Шип одной детали входит в паз другой, и детали рамы встают на место без разметки. Иногда на концах трубы делают разное число шипов, чтобы деталь нельзя было поставить наоборот. Для оператора это значит: при проверке первой детали собрать её с ответной деталью.

Фаски под сварку. Станок с 3D-головкой режет кромку под наклоном, в том числе с углом, который меняется вдоль реза. Так же можно вырезать зубцы, которые держат зазор между кромками при сварке. Угол и притупление задают на чертеже — оператор проверяет их шаблоном или угломером.

Маркировка. Лазер может нанести линию или стрелку — например, глубину вставки соседней трубы или место установки детали. Маркировку тоже проверяют на первой детали: на месте ли она и читается ли.

Резка до гибки. Если деталь потом гнут, вырезы иногда режут ещё на прямой трубе. При гибке материал удлиняется, и программа заранее сдвигает вырезы с учётом удлинения. Оператор этот сдвиг не исправляет «по чертежу»: размеры на прямой трубе будут отличаться от размеров готовой гнутой детали. Резать до гибки или после — решает технолог; подробнее в статье «Гибка труб и профиля».

Длина заготовки и остаток

Конец хлыста держит патрон, и внутри зажима головка резать не может. Этот участок — зажимной остаток, он уходит в отход или в деловой остаток. Кроме него, первым резом выравнивают заводской торец — это торцовка. Из хлыста в детали идёт только полезная длина.

Пример. Нужно 40 деталей длиной 1170 мм из хлыстов 6000 мм, торцовку и ширину реза для простоты не учитываем. У одного станка производитель указывает минимальный остаток 113 мм в режиме экономии и 260 мм без него.

• Остаток 113 мм: (6000 − 113) / 1170 = 5,03 — 5 деталей с хлыста, на партию 40 / 5 = 8 хлыстов.
• Остаток 260 мм: (6000 − 260) / 1170 = 4,91 — 4 детали, на партию 10 хлыстов.

Разница — два хлыста на партию из-за 147 мм остатка. Поэтому оператор проверяет, что режим резки остатка в программе тот, который заложил технолог, и что на стол легли хлысты той длины, на которую считали раскрой. Хлыст короче расчётного — это недостача деталей в конце. Посчитать раскладку для своих длин поможет калькулятор раскроя труб и профиля.

Кусок, который остался в конце, — отход или деловой остаток: порог длины задаёт цех. Деловой остаток сдают на склад с биркой по правилам участка.

Проверка первой детали

Первую деталь с трубы проверяют до запуска партии — как и на листе. Что смотреть:

1. Длину и угол торца — рулеткой или штангенциркулем и угломером, по чертежу.
2. Отверстия и пазы — размер калибром или штангенциркулем, привязку — от той грани и того торца, что на чертеже.
3. Фаски — угол и притупление шаблоном.
4. Шов — если есть требование, проверить, что он там, где нужно.
5. Сборку — пробно собрать узел на пазах-шипах с ответной деталью.
6. Кромки — грат, наплывы, окалина.

Если первая деталь не прошла, партию не запускают: вызывают мастера или технолога. Ошибка в сечении, ориентации шва или базе повторится на каждой детали.

Что проверить перед резкой

• Сечение, стенка и марка на бирке хлыста совпадают с заданием и моделью.
• Хлыст не кривой на глаз, длина хлыстов та, на которую считали раскрой.
• Патроны и опоры настроены под это сечение, труба зажата и не провисает.
• Если в задании есть требование к шву — труба сориентирована или включён поиск шва.
• Первая деталь проверена по чертежу и пробной сборкой до запуска партии.