EN
Sự chuyển đổi của ngành xây dựng thép nhờ công nghệ laser
Xây dựng thép — bao gồm nhà máy công nghiệp, công trình cao tầng, cầu, nền tảng ngoài khơi — xử lý hàng ngàn tấn tấm thép mỗi năm thông qua các công đoạn cắt, khoan và chuẩn bị mép. Cắt Laser đã thay thế cắt ngọn lửa và cắt plasma trở thành phương pháp gia công chính cho thép cấu trúc độ dày trung bình do ba yếu tố: loại bỏ các công đoạn gia công phụ, độ chính xác cao giúp lắp ghép mà không cần điều chỉnh, và tốc độ nhanh đáp ứng được tiến độ thi công tăng tốc mà các dự án hiện đại yêu cầu.
Cắt ngọn lửa tạo ra vùng ảnh hưởng nhiệt kéo dài 3–5 mm tính từ mép cắt, kèm theo hiện tượng tôi cứng mép làm phức tạp quá trình hàn tiếp theo. Cắt plasma tạo góc vát 1–3 độ và tích tụ xỉ, đòi hỏi phải mài trước khi chuẩn bị mối hàn. Trong khi đó, cắt laser sợi quang tạo ra các mép vuông góc với vùng ảnh hưởng nhiệt chỉ 0,1–0,3 mm trên vật liệu có độ dày lên đến 25 mm — những mép cắt này sẵn sàng để hàn mà không cần mài, nắn thẳng hay loại bỏ ôxít.
Một nhà gia công kết cấu thép tại Brazil chuyên sản xuất khung cho các tòa nhà thương mại đã áp dụng một hệ thống cắt laser sợi quang công suất cao được tùy chỉnh cắt Laser giải pháp từ Tianchen Laser nhằm thay thế hai bàn cắt plasma đã trở thành điểm nghẽn trong quy trình sản xuất. Hệ thống plasma mất 15–20 phút để mài cạnh cho mỗi tấm, khiến hai công nhân phải làm việc toàn thời gian cho công đoạn gia công phụ. Các cạnh sẵn sàng hàn của máy cắt laser sợi quang loại bỏ hoàn toàn lao động này, cho phép hai công nhân được điều chuyển sang các trạm lắp ráp, nơi kỹ năng của họ giúp tăng tổng năng suất xưởng thay vì khắc phục những hạn chế của quy trình cắt.
Yêu cầu cắt đặc thù cho ngành xây dựng
Xử lý tấm cỡ lớn
Thép xây dựng sử dụng các tấm có kích thước lớn hơn các khổ tấm công nghiệp tiêu chuẩn. Các tấm bụng dầm và cột, tấm đế, tấm gia cường và bản mã nối thường yêu cầu xử lý trên các tấm có kích thước 2.500×12.000 mm hoặc lớn hơn. Các máy cắt tiêu chuẩn với khổ 1.500×3.000 mm hoặc 2.000×4.000 mm buộc phải cắt nhỏ tấm trước khi cắt hoặc điều chỉnh lại vị trí tấm giữa quá trình — cả hai phương pháp đều làm tăng lao động và giảm độ chính xác. cắt Laser máy cắt tiêu chuẩn với khổ 1.500×3.000 mm hoặc 2.000×4.000 mm buộc phải cắt nhỏ tấm trước khi cắt hoặc điều chỉnh lại vị trí tấm giữa quá trình — cả hai phương pháp đều làm tăng lao động và giảm độ chính xác.
Các hệ thống cắt laser định dạng lớn đáp ứng yêu cầu này với bàn làm việc có kích thước từ 2.500×6.000 mm đến 2.500×12.000 mm, cho phép gia công toàn bộ tấm mà không cần điều chỉnh lại vị trí. Định dạng lớn làm tăng chi phí máy khoảng 30–50%, nhưng loại bỏ hoàn toàn thao tác chia nhỏ tấm — một bước cần thiết khi sử dụng máy định dạng tiêu chuẩn; đây là sự đánh đổi có lợi cho định dạng lớn khi hơn 40% sản lượng sản xuất sử dụng các tấm có kích thước vượt quá kích thước bàn tiêu chuẩn.
Hệ thống bàn đổi chỗ — trong đó một bàn dỡ các chi tiết đã cắt xong và nạp lại tấm nguyên liệu trong khi đầu cắt tiếp tục gia công trên bàn còn lại — đảm bảo tính liên tục của quá trình sản xuất. Thời gian đổi bàn trong khoảng 30–60 giây giúp giảm thiểu thời gian ngừng cắt tích lũy trong quá trình cắt thép xây dựng, nơi mỗi tấm riêng lẻ có thể cần 20–45 phút để cắt xong.
Thông số cắt tấm dày
Độ dày tấm thép xây dựng dao động từ 6 mm đối với các cấu kiện thứ cấp đến trên 80 mm đối với các tấm chân cột và các tấm nối chịu lực lớn. Cắt bằng tia laser sợi quang có hỗ trợ khí oxy trên thép carbon cho phép cắt sạch các tấm dày 25–30 mm ở công suất 12 kW và các tấm dày 40–50 mm ở công suất trên 20 kW. Tốc độ cắt trên tấm dày giảm theo hàm số mũ khi độ dày tăng — tấm dày 25 mm được cắt với tốc độ khoảng 0,8–1,0 m/phút ở công suất 12 kW, trong khi tấm dày 40 mm chỉ đạt tốc độ 0,3–0,4 m/phút.
Giới hạn thực tế của việc cắt bằng tia laser sợi quang trong các ứng dụng xây dựng là khoảng 40–50 mm. Vượt quá độ dày này, phương pháp plasma vẫn giữ lợi thế kinh tế do chi phí đầu tư ban đầu cho hệ thống laser công suất trên 20 kW kết hợp với tốc độ cắt chậm trên vật liệu dày trên 50 mm dẫn đến thời gian hoàn vốn kéo dài hơn so với mức thông thường từ 12–24 tháng đối với dải độ dày dưới 40 mm. Các xưởng gia công có khối lượng công việc đáng kể trên 50 mm thường sử dụng máy laser để cắt dải độ dày dưới 40 mm và máy plasma để cắt các tấm dày hơn — mỗi công nghệ được tối ưu hóa cho cửa sổ độ dày kinh tế riêng.
Cải thiện độ chính xác và trang bị
Độ chính xác định vị ± 0,1 0,3 mm của cắt laser sợi tạo ra các bộ phận phù hợp với nhau khi lắp ráp mà không cần nghiền cạnh, lấp lánh và định vị lại mà các phương pháp cắt ít chính xác hơn đòi hỏi. Độ khoan dung xây dựng cho bộ khung thép thường cho phép ± 2mm ở các kết nối đệm và ± 3mm ở các kết nối hàn. Các bộ phận cắt bằng laser luôn đạt được kích thước trong phạm vi ± 0,5 mm danh nghĩa trong phạm vi dung nạp lắp ráp và loại bỏ các lỗi tích lũy đòi hỏi phải làm lỗ và kéo dài khe cắm trong lĩnh vực.
Các câu hỏi thường gặp
Cần công suất laser bao nhiêu để cắt thép xây dựng?
812kW bao gồm 80% cắt thép xây dựng ở độ dày 625mm. 1520kW mở rộng cắt kinh tế đến 40mm +. Đối với các nhà sản xuất có công việc đáng kể trên 50mm, laser cho dưới 40mm và plasma cho các phần dày hơn cung cấp kinh tế tốt nhất. Tianchen Laser cung cấp các hệ thống từ 3kW đến 20kW + cho các ứng dụng xây dựng.
Laser sợi laser so với plasma trong thép xây dựng như thế nào?
Laser tạo ra các cạnh vuông, không cần mài xát tiết kiệm 15 25 phút chế biến thứ cấp trên mỗi tấm trên tấm dày. Plasma có chi phí thấp hơn ban đầu nhưng phải chịu chi phí lao động và tiêu thụ liên tục thường vượt quá chi phí vốn cao hơn của laser trong vòng 18 30 tháng đối với các nhà sản xuất xử lý 2.000 + giờ mỗi năm.
Máy cắt laser cấp độ xây dựng có thể xử lý kích thước đĩa nào?
Hệ thống tiêu chuẩn: 1.500 × 3.000 mm và 2.000 × 4.000 mm. Hệ thống định dạng lớn: 2.500 × 6.000 mm đến 2.500 × 12.000 mm cho chế biến tấm cấu trúc đầy đủ. FB12525 của Tianchen Laser xử lý các ứng dụng định dạng lớn kết hợp sức mạnh và độ chính xác.
Làm thế nào cắt laser ảnh hưởng đến chất lượng hàn hạ lưu?
Các cạnh được cắt bằng tia laser không có ôxít khi cắt với khí trợ là nitơ (thép không gỉ) hoặc có lớp ôxít mỏng tương tự như lớp vảy cán (mill-scale) khi cắt với khí trợ là ôxy (thép carbon). Cả hai loại đều sẵn sàng để hàn mà không cần mài mép. Vùng chịu ảnh hưởng nhiệt hẹp (0,1–0,3 mm) giúp bảo toàn tính chất của kim loại nền tại mối hàn, từ đó nâng cao chất lượng mối hàn so với các cạnh cắt bằng ngọn lửa có vùng chịu ảnh hưởng nhiệt sâu hơn.
Thời gian hoàn vốn điển hình cho máy cắt thép xây dựng bằng tia laser là bao lâu?
12–24 tháng đối với các hệ thống hoạt động trên 2.000 giờ mỗi năm, dựa trên khoản tiết kiệm lao động nhờ loại bỏ công đoạn mài mép, tiết kiệm vật liệu nhờ tối ưu hóa bố trí chi tiết trên tấm (tăng hiệu suất sử dụng từ 5–10%) và cải thiện năng suất nhờ tốc độ cắt nhanh hơn cũng như giảm các công đoạn gia công phụ. Tianchen Laser cung cấp phân tích ROI như một phần trong tư vấn trước bán hàng.
Các máy cắt laser dùng cho xây dựng có thể vận hành không cần người giám sát không?
Có, với hệ thống tải/dỡ và lưu trữ tấm tự động. Hệ thống lưu trữ tự động của Tianchen Laser cho phép sản xuất liên tục không cần người vận hành — hệ thống tự động tải tấm tiếp theo, thay đổi bàn làm việc và tiếp tục cắt mà không cần can thiệp của người vận hành. Hoạt động không cần người giám sát giúp kéo dài thời gian sản xuất từ một ca làm việc lên 18–24 giờ mỗi ngày.