Rezanje laseromprimjena
CO2 laseri s brzim aksijalnim protokom uglavnom se koriste za lasersko rezanje metalnih materijala, uglavnom zbog dobre kvalitete snopa.Iako je reflektivnost većine metala prema CO2 laserskim zrakama prilično visoka, reflektivnost metalne površine na sobnoj temperaturi raste s porastom temperature i stupnja oksidacije.Nakon što je metalna površina oštećena, reflektivnost metala je blizu 1. Za lasersko rezanje metala potrebna je veća prosječna snaga, a samo CO2 laseri velike snage imaju ovaj uvjet.
1. Lasersko rezanje čeličnih materijala
1.1 CO2 kontinuirano lasersko rezanje Glavni procesni parametri kontinuiranog CO2 laserskog rezanja uključuju snagu lasera, vrstu i tlak pomoćnog plina, brzinu rezanja, žarišnu poziciju, žarišnu dubinu i visinu mlaznice.
(1) Snaga lasera Snaga lasera ima velik utjecaj na debljinu rezanja, brzinu rezanja i širinu reza.Kada su ostali parametri konstantni, brzina rezanja opada s povećanjem debljine rezne ploče i raste s povećanjem snage lasera.Drugim riječima, što je veća snaga lasera, to je deblja ploča koja se može rezati, veća je brzina rezanja i nešto veća širina reza.
(2) Vrsta i tlak pomoćnog plina Kod rezanja čelika s niskim udjelom ugljika, CO2 se koristi kao pomoćni plin za iskorištavanje topline reakcije izgaranja željeza i kisika za promicanje procesa rezanja.Brzina rezanja je velika i kvaliteta reza je dobra, posebno se može dobiti rez bez ljepljive troske.Pri rezanju nehrđajućeg čelika koristi se CO2.Trosku je lako zalijepiti za donji dio reza.Često se koristi miješani plin CO2 + N2 ili dvoslojni protok plina.Tlak pomoćnog plina ima značajan utjecaj na učinak rezanja.Odgovarajuće povećanje tlaka plina može povećati brzinu rezanja bez ljepljive troske zbog povećanja momenta protoka plina i poboljšanja kapaciteta uklanjanja troske.Međutim, ako je pritisak previsok, rezna površina postaje hrapava.Učinak pritiska kisika na prosječnu hrapavost površine reza prikazan je na donjoj slici.
Tlak tijela također ovisi o debljini ploče.Pri rezanju čelika s niskim udjelom ugljika CO2 laserom od 1 kW, odnos između tlaka kisika i debljine ploče prikazan je na donjoj slici.
(3) Brzina rezanja Brzina rezanja ima značajan utjecaj na kvalitetu rezanja.Pod određenim uvjetima snage lasera, postoje odgovarajuće gornje i donje kritične vrijednosti za dobru brzinu rezanja pri rezanju čelika s niskim udjelom ugljika.Ako je brzina rezanja veća ili manja od kritične vrijednosti, doći će do lijepljenja troske.Kada je brzina rezanja mala, vrijeme djelovanja topline reakcije oksidacije na oštricu se produljuje, širina rezanja se povećava, a površina rezanja postaje hrapava.Kako se brzina rezanja povećava, rez se postupno sužava sve dok širina gornjeg reza ne bude jednaka promjeru mjesta.U ovom trenutku, rez je blago klinast, širok na vrhu i uzak na dnu.Kako se brzina rezanja nastavlja povećavati, širina gornjeg reza nastavlja se smanjivati, ali donji dio reza postaje relativno širi i poprima oblik obrnutog klina.
(5) Dubina fokusa
Dubina fokusa ima određeni utjecaj na kvalitetu rezne površine i brzinu rezanja.Pri rezanju relativno velikih čeličnih ploča treba koristiti gredu s velikom žarišnom dubinom;pri rezanju tankih ploča treba koristiti gredu s malom žarišnom dubinom.
(6) Visina mlaznice
Visina mlaznice odnosi se na udaljenost od krajnje površine mlaznice pomoćnog plina do gornje površine obratka.Visina mlaznice je velika, a zamah izbačenog pomoćnog protoka zraka lako se mijenja, što utječe na kvalitetu i brzinu rezanja.Stoga je kod laserskog rezanja visina mlaznice općenito minimalizirana, obično 0,5~2,0 mm.
① Laserski aspekti
a.Povećajte snagu lasera.Razvoj snažnijih lasera izravan je i učinkovit način povećanja debljine rezanja.
b.Obrada pulsa.Pulsirajući laseri imaju vrlo visoku vršnu snagu i mogu prodrijeti kroz debele čelične ploče.Primjenom visokofrekventne tehnologije pulsnog laserskog rezanja uske širine pulsa mogu se rezati debele čelične ploče bez povećanja snage lasera, a veličina reza je manja od one kod kontinuiranog laserskog rezanja.
c.Koristite nove lasere
②Optički sustav
a.Prilagodljivi optički sustav.Razlika od tradicionalnog laserskog rezanja je u tome što ne treba postavljati fokus ispod rezne površine.Kada položaj fokusa fluktuira gore-dolje nekoliko milimetara duž smjera debljine čelične ploče, žarišna duljina u prilagodljivom optičkom sustavu promijenit će se s pomakom položaja fokusa.Promjene žarišne duljine gore i dolje podudaraju se s relativnim kretanjem između lasera i obratka, uzrokujući promjenu položaja fokusa gore-dolje duž dubine obratka.Ovaj postupak rezanja u kojem se položaj fokusa mijenja s vanjskim uvjetima može proizvesti rezove visoke kvalitete.Nedostatak ove metode je što je dubina rezanja ograničena, uglavnom ne veća od 30 mm.
b.Bifokalna tehnologija rezanja.Posebna leća koristi se za fokusiranje zrake dvaput na različite dijelove.Kao što je prikazano na slici 4.58, D je promjer središnjeg dijela leće i promjer rubnog dijela leće.Polumjer zakrivljenosti u središtu leće veći je od okolnog područja, tvoreći dvostruki fokus.Tijekom procesa rezanja, gornji fokus se nalazi na gornjoj površini obratka, a donji fokus se nalazi blizu donje površine obratka.Ova posebna tehnologija laserskog rezanja s dvostrukim fokusom ima mnoge prednosti.Za rezanje mekog čelika, ne samo da može održavati lasersku zraku visokog intenziteta na gornjoj površini metala kako bi zadovoljio uvjete potrebne da se materijal zapali, već također održava lasersku zraku visokog intenziteta blizu donje površine metala. zadovoljiti zahtjeve za paljenje.Potreba za proizvodnjom čistih rezova u cijelom rasponu debljina materijala.Ova tehnologija proširuje raspon parametara za dobivanje visokokvalitetnih rezova.Na primjer, korištenje 3kW CO2.laserom, konvencionalna debljina rezanja može doseći samo 15~20 mm, dok debljina rezanja pomoću tehnologije rezanja s dvostrukim fokusom može doseći 30~40 mm.
③Mlaznica i pomoćni protok zraka
Razumno dizajnirajte mlaznicu kako biste poboljšali karakteristike polja protoka zraka.Promjer unutarnje stijenke nadzvučne mlaznice prvo se skuplja, a zatim širi, što može generirati nadzvučno strujanje zraka na izlazu.Tlak dovoda zraka može biti vrlo visok bez stvaranja udarnih valova.Kod korištenja nadzvučne mlaznice za lasersko rezanje, kvaliteta rezanja je također idealna.Budući da je pritisak rezanja nadzvučne mlaznice na površinu obratka relativno stabilan, posebno je pogodan za lasersko rezanje debelih čeličnih ploča.
Vrijeme objave: 18. srpnja 2024
