Laserlõikustaotlus
Kiire aksiaalvooluga CO2-lasereid kasutatakse enamasti metallmaterjalide laserlõikamiseks, peamiselt nende hea kiirekvaliteedi tõttu. Kuigi enamiku metallide peegelduvus CO2-laserkiirte suhtes on üsna kõrge, suureneb metallpinna peegelduvus toatemperatuuril temperatuuri ja oksüdatsiooniastme tõustes. Kui metallpind on kahjustatud, on metalli peegelduvus lähedane 1-le. Metalllaserlõikamiseks on vajalik suurem keskmine võimsus ja see on võimalik ainult suure võimsusega CO2-laseritel.
1. Terasmaterjalide laserlõikus
1.1 CO2 pidevlaserlõikus CO2 pideva laserlõikuse peamised protsessiparameetrid hõlmavad laseri võimsust, abigaasi tüüpi ja rõhku, lõikekiirust, fookusasendit, fookussügavust ja düüsi kõrgust.
(1) Laseri võimsus Laseri võimsusel on suur mõju lõikepaksusele, lõikekiirusele ja sisselõike laiusele. Kui muud parameetrid on konstantsed, väheneb lõikekiirus lõikeplaadi paksuse suurenemisega ja suureneb laseri võimsuse suurenemisega. Teisisõnu, mida suurem on laseri võimsus, seda paksem on lõigatav plaat, seda suurem on lõikekiirus ja seda veidi suurem on sisselõike laius.
(2) Abigaasi tüüp ja rõhk Madala süsinikusisaldusega terase lõikamisel kasutatakse abigaasina CO2, et ära kasutada raua ja hapniku põlemisreaktsiooni soojust lõikeprotsessi edendamiseks. Lõikekiirus on suur ja sisselõike kvaliteet on hea, eriti sisselõike saab ilma kleepuva räbuta. Roostevaba terase lõikamisel kasutatakse CO2. Räbu kleepub kergesti sisselõike alumisse ossa. Sageli kasutatakse CO2 + N2 gaasisegu või kahekihilist gaasivoolu. Abigaasi rõhul on oluline mõju lõikeefektile. Gaasirõhu sobiva suurendamisega saab suurendada lõikekiirust ilma kleepuva räbuta, kuna gaasivoolu impulss suureneb ja räbu eemaldamise võime paraneb. Kui rõhk on aga liiga kõrge, muutub lõikepind karedaks. Hapniku rõhu mõju sisselõikepinna keskmisele karedusele on näidatud alloleval joonisel.
Keha rõhk sõltub ka plaadi paksusest. Madala süsinikusisaldusega terase lõikamisel 1 kW CO2 laseriga on hapniku rõhu ja plaadi paksuse vaheline seos näidatud alloleval joonisel.
(3) Lõikekiirus Lõikekiirusel on lõikekvaliteedile oluline mõju. 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 kleepumine. Kui lõikekiirus on väike, pikeneb oksüdatsioonireaktsiooni kuumuse toimeaeg lõikeservale, lõikelaius suureneb ja lõikepind muutub karedaks. Lõikekiiruse suurenedes muutub sisselõige järk-järgult kitsamaks, kuni ülemise sisselõike laius on võrdne lõikekoha läbimõõduga. Sel ajal on sisselõige kergelt kiilukujuline, ülalt lai ja alt kitsas. Lõikekiiruse jätkuva suurenemisega muutub ülemise sisselõike laius jätkuvalt väiksemaks, kuid sisselõike alumine osa muutub suhteliselt laiemaks ja muutub tagurpidi kiilukujuliseks.
(5)Fookussügavus
Teravustamissügavusel on teatav mõju lõikepinna kvaliteedile ja lõikekiirusele. Suhteliselt suurte terasplaatide lõikamisel tuleks kasutada suure fookuskaugusega kiirt, õhukeste plaatide lõikamisel aga väikese fookuskaugusega kiirt.
(6) Otsiku kõrgus
Düüsi kõrgus viitab kaugusele abigaasi düüsi otspinnast töödeldava detaili ülemise pinnani. Düüsi kõrgus on suur ja väljuva abiõhuvoolu impulss on kergesti kõikuv, mis mõjutab lõikekvaliteeti ja -kiirust. Seetõttu laserlõikusel on düüsi kõrgus üldiselt minimaalne, tavaliselt 0,5–2,0 mm.
① Laseri aspektid
a. Suurendage laseri võimsust. Võimsamate laserite väljatöötamine on otsene ja tõhus viis lõikepaksuse suurendamiseks.
b. Impulsstöötlus. Impulsslaseril on väga suur tippvõimsus ja see suudab tungida läbi paksude terasplaatide. Kõrgsagedusliku ja kitsa impulsilaiusega impulsslaserlõikustehnoloogia abil saab lõigata pakse terasplaate ilma laseri võimsust suurendamata ning sisselõike suurus on väiksem kui pideva laserlõikuse puhul.
c. Kasutage uusi lasereid
②Optiline süsteem
a. Adaptiivne optiline süsteem. Erinevus traditsioonilisest laserlõikusest seisneb selles, et fookust ei pea lõikepinna alla paigutama. Kui fookusasend kõigub terasplaadi paksuse suunas paar millimeetrit üles-alla, muutub adaptiivse optilise süsteemi fookuskaugus koos fookusasendi nihkega. Fookuskauguse üles-alla muutused langevad kokku laserkiire ja tooriku vahelise suhtelise liikumisega, põhjustades fookusasendi muutumist tooriku sügavuses üles-alla. See lõikeprotsess, kus fookusasend muutub vastavalt välistingimustele, võimaldab saada kvaliteetseid lõikeid. Selle meetodi puuduseks on piiratud lõikesügavus, tavaliselt mitte üle 30 mm.
b. Bifokaalne lõiketehnoloogia. Spetsiaalset läätse kasutatakse kiire kahekordseks fokuseerimiseks erinevatesse kohtadesse. Nagu joonisel 4.58 näidatud, on D läätse keskosa läbimõõt ja on läätse servaosa läbimõõt. Läätse keskpunkti kõverusraadius on suurem kui ümbritsev ala, moodustades topeltfookuse. Lõikamisprotsessi ajal asub ülemine fookus töödeldava detaili ülemisel pinnal ja alumine fookus töödeldava detaili alumise pinna lähedal. Sellel spetsiaalsel kahefookusega laserlõikustehnoloogial on palju eeliseid. Pehme terase lõikamisel saab see hoida mitte ainult metalli ülemisel pinnal suure intensiivsusega laserkiirt, et täita materjali süttimiseks vajalikke tingimusi, vaid ka hoida suure intensiivsusega laserkiirt metalli alumise pinna lähedal, et täita süttimisnõudeid. Vajadus toota puhtaid lõikeid kogu materjali paksuse vahemikus. See tehnoloogia laiendab parameetrite valikut kvaliteetsete lõigete saamiseks. Näiteks 3 kW CO2 abil. Laseriga saab tavapärase lõikepaksuse saavutada vaid 15–20 mm, samas kui kahe teravustamistehnoloogiaga lõikepaksus võib ulatuda 30–40 mm-ni.
③Düüs ja abiõhuvool
Õhuvooluvälja omaduste parandamiseks tuleks düüs mõistlikult konstrueerida. Ülehelikiirusega düüsi siseseina läbimõõt esmalt kahaneb ja seejärel laieneb, mis võib tekitada väljundis ülehelikiirusega õhuvoolu. Õhuvarustusrõhk võib olla väga kõrge ilma lööklaineid tekitamata. Ülehelikiirusega düüsi kasutamisel laserlõikuseks on ka lõikekvaliteet ideaalne. Kuna ülehelikiirusega düüsi lõikerõhk tooriku pinnale on suhteliselt stabiilne, sobib see eriti hästi paksude terasplaatide laserlõikuseks.
Postituse aeg: 18. juuli 2024
