Tăiere cu laseraplicarea
Laserele CO2 cu flux axial rapid sunt utilizate în principal pentru tăierea cu laser a materialelor metalice, în principal datorită calității bune a fasciculului lor. Deși reflectivitatea majorității metalelor la fasciculele laser CO2 este destul de mare, reflectivitatea suprafeței metalului la temperatura camerei crește odată cu creșterea temperaturii și a gradului de oxidare. Odată ce suprafața metalică este deteriorată, reflectivitatea metalului este aproape de 1. Pentru tăierea cu laser a metalelor, este necesară o putere medie mai mare și numai laserele cu CO2 de mare putere au această condiție.
1. Tăierea cu laser a materialelor din oțel
1.1 Tăierea continuă cu laser CO2 Principalii parametri ai procesului de tăiere continuă cu laser CO2 includ puterea laserului, tipul și presiunea gazului auxiliar, viteza de tăiere, poziția focală, adâncimea focală și înălțimea duzei.
(1) Puterea laserului Puterea laserului are o mare influență asupra grosimii de tăiere, vitezei de tăiere și lățimii inciziei. Când alți parametri sunt constanți, viteza de tăiere scade odată cu creșterea grosimii plăcii de tăiere și crește odată cu creșterea puterii laserului. Cu alte cuvinte, cu cât puterea laserului este mai mare, cu atât placa care poate fi tăiată este mai groasă, cu atât viteza de tăiere este mai mare și lățimea inciziei este puțin mai mare.
(2) Tipul și presiunea gazului auxiliar La tăierea oțelului cu conținut scăzut de carbon, CO2 este utilizat ca gaz auxiliar pentru a utiliza căldura reacției de ardere fier-oxigen pentru a promova procesul de tăiere. Viteza de tăiere este mare și calitatea inciziei este bună, mai ales se poate obține incizia fără zgură lipicioasă. La tăierea oțelului inoxidabil se folosește CO2. Zgura este ușor de lipit de partea inferioară a inciziei. Deseori se utilizează gaz mixt CO2 + N2 sau flux de gaz cu dublu strat. Presiunea gazului auxiliar are un efect semnificativ asupra efectului de tăiere. Creșterea adecvată a presiunii gazului poate crește viteza de tăiere fără zgură lipicioasă datorită creșterii impulsului fluxului de gaz și îmbunătățirii capacității de îndepărtare a zgurii. Cu toate acestea, dacă presiunea este prea mare, suprafața tăiată devine aspră. Efectul presiunii oxigenului asupra rugozității medii a suprafeței de incizie este prezentat în figura de mai jos.
Presiunea corpului depinde și de grosimea plăcii. Când tăiați oțel cu conținut scăzut de carbon cu un laser CO2 de 1kW, relația dintre presiunea oxigenului și grosimea plăcii este prezentată în figura de mai jos.
(3) Viteza de tăiere Viteza de tăiere are un impact semnificativ asupra calității tăierii. În anumite condiții de putere laser, există valori critice superioare și inferioare corespunzătoare pentru o viteză bună de tăiere la tăierea oțelului cu conținut scăzut de carbon. Dacă viteza de tăiere este mai mare sau mai mică decât valoarea critică, se va produce lipirea zgurii. Când viteza de tăiere este lentă, timpul de acțiune al căldurii de reacție de oxidare pe muchia de tăiere este extins, lățimea tăieturii crește, iar suprafața de tăiere devine aspră. Pe măsură ce viteza de tăiere crește, incizia devine treptat mai îngustă până când lățimea inciziei superioare este echivalentă cu diametrul spotului. În acest moment, incizia este ușor în formă de pană, lată în partea de sus și îngustă în partea de jos. Pe măsură ce viteza de tăiere continuă să crească, lățimea inciziei superioare continuă să devină mai mică, dar partea inferioară a inciziei devine relativ mai largă și devine o formă de pană inversată.
(5) Adâncimea focalizării
Adâncimea focalizării are un anumit impact asupra calității suprafeței de tăiere și asupra vitezei de tăiere. La tăierea plăcilor de oțel relativ mari, trebuie utilizată o grindă cu o adâncime focală mare; atunci când tăiați plăci subțiri, trebuie utilizat un fascicul cu o adâncime focală mică.
(6) Înălțimea duzei
Înălțimea duzei se referă la distanța de la suprafața de capăt a duzei de gaz auxiliare la suprafața superioară a piesei de prelucrat. Înălțimea duzei este mare, iar impulsul fluxului de aer auxiliar ejectat este ușor de fluctuat, ceea ce afectează calitatea și viteza de tăiere. Prin urmare, atunci când tăiați cu laser, înălțimea duzei este în general redusă la minimum, de obicei 0,5 ~ 2,0 mm.
① Aspecte laser
o. Creșteți puterea laserului. Dezvoltarea laserelor mai puternice este o modalitate directă și eficientă de a crește grosimea de tăiere.
b. Procesarea impulsurilor. Laserele pulsate au o putere de vârf foarte mare și pot pătrunde în plăci groase de oțel. Aplicarea tehnologiei de tăiere cu laser cu impulsuri de înaltă frecvență, cu lățime îngustă a pulsului poate tăia plăci groase de oțel fără a crește puterea laserului, iar dimensiunea inciziei este mai mică decât cea a tăierii continue cu laser.
c. Utilizați lasere noi
②Sistem optic
o. Sistem optic adaptiv. Diferența față de tăierea tradițională cu laser este că nu trebuie să plaseze focalizarea sub suprafața de tăiere. Când poziția de focalizare fluctuează în sus și în jos cu câțiva milimetri de-a lungul direcției grosimii plăcii de oțel, distanța focală în sistemul optic adaptiv se va schimba odată cu schimbarea poziției de focalizare. Modificările în sus și în jos ale distanței focale coincid cu mișcarea relativă dintre laser și piesa de prelucrat, determinând schimbarea poziției focalizării în sus și în jos de-a lungul adâncimii piesei de prelucrat. Acest proces de tăiere în care poziția de focalizare se modifică în funcție de condițiile externe poate produce tăieturi de înaltă calitate. Dezavantajul acestei metode este că adâncimea de tăiere este limitată, în general nu mai mult de 30 mm.
b. Tehnologie de tăiere bifocală. O lentilă specială este folosită pentru a focaliza fasciculul de două ori în părți diferite. După cum se arată în Figura 4.58, D este diametrul părții centrale a lentilei și este diametrul părții de margine a lentilei. Raza de curbură din centrul lentilei este mai mare decât zona înconjurătoare, formând o focalizare dublă. În timpul procesului de tăiere, focalizarea superioară este situată pe suprafața superioară a piesei de prelucrat, iar focalizarea inferioară este situată lângă suprafața inferioară a piesei de prelucrat. Această tehnologie specială de tăiere cu laser cu focalizare dublă are multe avantaje. Pentru tăierea oțelului moale, nu numai că poate menține un fascicul laser de mare intensitate pe suprafața superioară a metalului pentru a îndeplini condițiile necesare pentru ca materialul să se aprindă, ci și să mențină un fascicul laser de mare intensitate lângă suprafața inferioară a metalului. pentru a îndeplini cerințele de aprindere. Necesitatea de a produce tăieturi curate pe întreaga gamă de grosimi de material. Această tehnologie extinde gama de parametri pentru obținerea unor tăieturi de înaltă calitate. De exemplu, folosind un CO2 de 3 kW. cu laser, grosimea convențională de tăiere poate ajunge doar la 15 ~ 20 mm, în timp ce grosimea de tăiere folosind tehnologia de tăiere cu dublă focalizare poate ajunge la 30 ~ 40 mm.
③Duză și flux de aer auxiliar
Proiectați în mod rezonabil duza pentru a îmbunătăți caracteristicile câmpului de flux de aer. Diametrul peretelui interior al duzei supersonice se micșorează mai întâi și apoi se extinde, ceea ce poate genera flux de aer supersonic la ieșire. Presiunea de alimentare cu aer poate fi foarte mare fără a genera unde de șoc. Când utilizați o duză supersonică pentru tăierea cu laser, calitatea tăierii este, de asemenea, ideală. Deoarece presiunea de tăiere a duzei supersonice pe suprafața piesei de prelucrat este relativ stabilă, este potrivită în special pentru tăierea cu laser a plăcilor groase de oțel.
Ora postării: Iul-18-2024
