Laserlõikusrakendus
Kiire aksiaalvooluga CO2 lasereid kasutatakse enamasti metallmaterjalide laserlõikamiseks, seda eelkõige nende hea kiire kvaliteedi tõttu. Kuigi enamiku metallide peegelduvus CO2 laserkiirte suhtes on üsna kõrge, suureneb metallipinna peegeldusvõime toatemperatuuril koos temperatuuri ja oksüdatsiooniastme tõusuga. Kui metallpind on kahjustatud, on metalli peegeldusvõime lähedane 1-le. Metalli laserlõikamiseks on vajalik suurem keskmine võimsus ja see tingimus on ainult suure võimsusega CO2 laseritel.
1. Terasmaterjalide laserlõikus
1.1 CO2 pidev laserlõikus CO2 pideva laserlõikuse peamised protsessiparameetrid on laseri võimsus, abigaasi tüüp ja rõhk, lõikekiirus, fookusasend, fookussügavus ja düüsi kõrgus.
(1) Laseri võimsus Laservõimsusel on suur mõju lõikepaksusele, lõikekiirusele ja sisselõike laiusele. Kui muud parameetrid on konstantsed, väheneb lõikekiirus lõikeplaadi paksuse suurenedes ja suureneb laseri võimsuse suurenedes. Teisisõnu, mida suurem on laseri võimsus, seda paksemat plaati saab lõigata, seda kiirem on lõikekiirus ja seda veidi suurem on sisselõike laius.
(2) Abigaasi tüüp ja rõhk Madala süsinikusisaldusega terase lõikamisel kasutatakse CO2 abigaasina, et kasutada raua-hapniku põlemisreaktsiooni soojust lõikamisprotsessi soodustamiseks. Lõikekiirus on suur ja sisselõike kvaliteet hea, eriti saab ilma kleepuva räbuta sisselõige. Roostevaba terase lõikamisel kasutatakse CO2. Räbu on lihtne sisselõike alumisse ossa kleepida. Sageli kasutatakse CO2 + N2 segagaasi või kahekihilist gaasivoolu. Abigaasi rõhul on oluline mõju lõikeefektile. Gaasi rõhu nõuetekohane suurendamine võib suurendada lõikekiirust ilma kleepuva räbuta tänu gaasivoolu hoogu suurenemisele ja räbu eemaldamise võimekuse paranemisele. Kui aga surve on liiga suur, muutub lõikepind karedaks. Hapniku rõhu mõju lõikepinna keskmisele karedusele on näidatud alloleval joonisel.
Keharõhk oleneb ka plaadi paksusest. Madala süsinikusisaldusega terase lõikamisel 1kW CO2 laseriga on hapnikurõhu ja plaadi paksuse seos näidatud alloleval joonisel.
(3) Lõikekiirus Lõikekiirusel on oluline mõju lõikekvaliteedile. Teatud laservõimsuse tingimustes on madala süsinikusisaldusega terase lõikamisel hea lõikekiiruse jaoks vastavad ülemised ja alumised kriitilised väärtused. Kui lõikekiirus on kriitilisest väärtusest suurem või väiksem, tekib räbu kleepumist. Kui lõikekiirus on aeglane, pikeneb lõikeserva oksüdatsioonireaktsiooni soojuse toimeaeg, suureneb lõikelaius ja lõikepind muutub karedaks. Lõikekiiruse kasvades muutub sisselõige järk-järgult kitsamaks, kuni ülemise sisselõike laius on võrdne koha läbimõõduga. Sel ajal on sisselõige veidi kiilukujuline, ülaosast lai ja alt kitsas. Lõikekiiruse jätkudes väheneb ülemise sisselõike laius jätkuvalt, kuid sisselõike alumine osa muutub suhteliselt laiemaks ja muutub tagurpidi kiilukujuliseks.
(5) Fookuse sügavus
Fookuse sügavus mõjutab teatud määral lõikepinna kvaliteeti ja lõikekiirust. Suhteliselt suurte terasplaatide lõikamisel tuleks kasutada suure fookussügavusega tala; õhukeste plaatide lõikamisel tuleks kasutada väikese fookussügavusega tala.
(6) Düüsi kõrgus
Düüsi kõrgus viitab kaugusele abigaasi otsiku otsapinnast tooriku ülemise pinnani. Düüsi kõrgus on suur ja väljutatava lisaõhuvoolu impulss on kergesti muutuv, mis mõjutab lõikekvaliteeti ja -kiirust. Seetõttu on laserlõikamisel düüsi kõrgus üldiselt minimeeritud, tavaliselt 0,5–2,0 mm.
① Laseri aspektid
a. Suurendage laseri võimsust. Võimsamate laserite väljatöötamine on otsene ja tõhus viis lõikepaksuse suurendamiseks.
b. Impulsi töötlemine. Impulsslaseritel on väga suur tippvõimsus ja need suudavad läbistada paksu terasplaati. Kõrgsagedusliku kitsa impulsi laiusega impulss-laserlõikamise tehnoloogia abil saab lõigata pakse terasplaate ilma laseri võimsust suurendamata ja sisselõike suurus on väiksem kui pideval laserlõikamisel.
c. Kasutage uusi lasereid
②Optiline süsteem
a. Adaptiivne optiline süsteem. Erinevus traditsioonilisest laserlõikamisest seisneb selles, et see ei pea asetama fookust lõikepinna alla. Kui fookusasend kõigub terasplaadi paksuse suunas mõne millimeetri võrra üles ja alla, muutub fookuskaugus adaptiivses optilises süsteemis koos fookusasendi nihkega. Fookuskauguse üles ja alla muutused langevad kokku laseri ja tooriku vahelise suhtelise liikumisega, põhjustades fookuse asendi muutumise piki tooriku sügavust üles ja alla. See lõikamisprotsess, mille käigus fookusasend muutub koos välistingimustega, võib anda kvaliteetseid lõikeid. Selle meetodi puuduseks on see, et lõikesügavus on piiratud, üldjuhul mitte üle 30 mm.
b. Bifokaalne lõikamise tehnoloogia. Spetsiaalset objektiivi kasutatakse kiire teravustamiseks kaks korda erinevatesse osadesse. Nagu on näidatud joonisel 4.58, on D läätse keskosa läbimõõt ja läätse servaosa läbimõõt. Objektiivi keskkoha kõverusraadius on suurem kui ümbritsev ala, moodustades topeltfookuse. Lõikamise ajal asub ülemine fookus tooriku ülemisel pinnal ja alumine fookus tooriku alumise pinna lähedal. Sellel spetsiaalsel kahe fookusega laserlõikamistehnoloogial on palju eeliseid. Pehme terase lõikamiseks ei saa see mitte ainult säilitada suure intensiivsusega laserkiirt metalli ülemisel pinnal, et see vastaks materjali süttimiseks vajalikele tingimustele, vaid ka säilitada kõrge intensiivsusega laserkiir metalli alumise pinna lähedal. süütenõuete täitmiseks. Vajadus teha puhtaid lõikeid kogu materjalipaksuse vahemikus. See tehnoloogia laiendab parameetrite valikut kvaliteetsete lõigete saamiseks. Näiteks kasutades 3 kW CO2. laseriga võib tavaline lõikepaksus ulatuda ainult 15–20 mm, samas kui kahe fookusega lõikamistehnoloogia abil võib lõikepaksus ulatuda 30–40 mm-ni.
③ Düüs ja lisaõhuvool
Õhuvoolu välja omaduste parandamiseks kujundage otsik mõistlikult. Ülehelikiirusega düüsi siseseina läbimõõt esmalt kahaneb ja seejärel laieneb, mis võib tekitada ülehelikiirusega õhuvoolu väljalaskeavas. Õhuvarustusrõhk võib olla väga kõrge ilma lööklaineid tekitamata. Kasutades laserlõikamiseks ülehelikiirusega otsikut, on ka lõikekvaliteet ideaalne. Kuna ülehelikiirusega otsiku lõikerõhk tooriku pinnale on suhteliselt stabiilne, sobib see eriti hästi paksude terasplaatide laserlõikamiseks.
Postitusaeg: 18. juuli 2024
