Лазерная резка — это высокоточный и эффективный метод резки труб. После того как трубы разрезаны, их необходимо соединить, чтобы получилась целостная система. Выбор метода соединения зависит от нескольких факторов: область применения, материал труб и предполагаемое использование.
Существует несколько методов соединения труб после лазерной резки, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки:
1. Сварка — это популярный метод соединения труб после лазерной резки. При таком способе края труб нагреваются и сплавляются вместе с помощью присадочного материала. Получаемое соединение прочное и долговечное, а значит, подходит для использования в системах с высоким давлением и высокой температурой. Сварка может осуществляться различными методами, включая сварку TIG*, сварку MIG** и сварку палкой. Однако она требует квалифицированной рабочей силы и может быть трудоемкой и дорогостоящей.
*TIG — ручная сварка неплавящимся электродом. Техника такой сварки похожа на газовую сварку, с которой многие знакомы. Применением данного способа можно получить сварные швы высокого качества. Используется для сварки стали, алюминия и его сплавов.
**MIG — полуавтоматическая сварка электродной проволокой в среде инертного газа аргона. Данный способ используется для сваривания сталей.
Отдельно стоит рассмотреть лазерную сварку. Она производится с помощью сфокусированного лазерного луча. Луч
по зеркалам переносится в лазерную голову, из который попадает на свариваемые детали. Передаваемое тепло
поглощается металлом, вследствие чего он плавится и возникает сварочный шов.
Этот вид сварки имеет ряд серьезных преимуществ над остальными видами сварки:
- Универсальность. Универсальность. Лазерная сварка способна обрабатывать различные материалы, такие как магнитные сплавы и сплавы металла, стекло, термопласты и керамика. Также мощность лазера возможно регулировать, поэтому им можно обрабатывать детали с различными характеристиками, а также использовать как для сварки, так и для резки;
- Высокая точность. Отклонения от допустимых размеров у лазера минимальны;
- Минимальный размер шва. Из-за размеров лазерного луча сварного шов получается маленьким и незаметным;
- Высокое качество работ. Во время лазерной сварки деталь подвергается минимальному нагреванию, что сохраняет его целостность и форму, а после – не требует дополнительной обработки;
- Высокая эффективность и скорость. Сварной шов стального листа толщиной 20 мм можно сделать со скоростью 100 м/час за 1 подход. Например, похожий шов с использованием электрической дуговой сварки выполняется со скоростью 15 м/час и за 5-8 подходов;
- Выполнение швов в труднодоступных местах. Лазерная сварка может использоваться на большом расстоянии от области расположения лазера. Например, при работах на подземных или подводных коммуникациях;
- Безопасность. Лазерная сварка не дает химических или других выделений, поэтому она не наносит вреда как оператору, так и окружающей среде.
Однако из недостатков можно выделить:
- Низкий КПД. Для газовых сплавов он составляет 10%, а для твердотельных — только 1%;
- Необходимость высокой квалификации персонала. Она нужна для корректной настройки излучателя под характеристики заготовки;
- Высокие требования к помещению. Важны такие показатели, как запыленность, показатели вибрации и влажности;
- Зависимость эффективности от отражающей способности заготовки. Если она у детали низкая, то эффективность сварки тоже просядет.
2. Фланцевые соединения. Подразумевают присоединение фланца к каждому концу трубы и последующее соединение фланцев болтами. Этот метод обычно используется в тех случаях, когда трубы необходимо легко отсоединить для обслуживания или ремонта. Фланцевые соединения также подходят для использования в системах с высоким давлением и высокой температурой. Однако они могут быть дорогостоящими и требуют тщательного выравнивания для предотвращения утечек.
В зависимости от поставленной задачи используют разные формы фланцевых соединений:
- Воротниковые: рассчитаны на давление 0,1 — 20 МПа при температуре от -200 до +600⁰;
- Плоские: рассчитаны на давление до 2,5 МПа при температуре от -70 до +300⁰.
3. Резьбовые соединения. Предполагают ввинчивание одной трубы в другую с помощью резьбовых концов. Этот метод тоже обычно используется в тех случаях, когда трубы необходимо легко разъединить для обслуживания или ремонта. Резьбовые соединения относительно недороги и просты в установке, но они не подходят для использования в системах с высоким давлением или высокой температурой.
Виды резьбовых соединений (фитингов):
- Муфта. Используется для того, чтобы соединить трубы с одинаковым диаметром. Переходная муфта же используется для соединения труб с разным диаметром;
- Угловой фитинг. Используется для смены направления потока;
- Штуцер. С его помощью стыкуют металлическую трубу и гибкий рукав;
- Тройник и крестовина. Требуются при разветвлении потока;
- Пробки или заглушки. Используются для герметизации трубопровода;
4. Компрессионные фитинги. Подразумевают сжатие прокладки или уплотнительного кольца между концами двух труб с помощью компрессионной гайки или втулки. Этот метод подходит для использования в системах низкого давления, например, в системах водоснабжения. Компрессионные фитинги просты в установке и не требуют сварки или нарезания резьбы. Однако они не подходят для использования в системах с высоким давлением или высокой температурой. Используются для монтажа полиэтиленовых труб. Чаще всего производятся со следующими диаметрами: от 16 до 110 мм при давлении от 10 до 16 атмосфер, от 16 до 63 мм при давлении в 16 атмосфер, от 75 до 150 мм при давлении в 10 атм.
5. Нажимные соединения (push-fit). Предполагают вдавливание одной трубы в другую с помощью компрессионного или уплотнительного кольца. Этот метод подходит для использования в системах низкого давления, например, в системах водоснабжения. Нажимные соединения просты в установке и не требуют сварки или специальной резьбы. Однако они не подходят для использования в системах высокого давления или при высоких температурах.
Вывод
Выбор метода соединения труб после лазерной резки зависит от нескольких факторов: область применения, материал труб и предполагаемое использование. Сварка — популярный метод соединения, но требует квалифицированной рабочей силы и может быть трудоёмким и дорогостоящим. Для определённых областей применения могут лучше подойти фланцевые соединения, резьбовые соединения, компрессионные фитинги или соединения типа «push-fit».