Lasersko rezanjeaplikacija
CO2 laserji s hitrim aksialnim tokom se večinoma uporabljajo za lasersko rezanje kovinskih materialov, predvsem zaradi dobre kakovosti žarka.Čeprav je odbojnost večine kovin za laserske žarke CO2 precej visoka, se odbojnost kovinske površine pri sobni temperaturi povečuje s povišanjem temperature in stopnje oksidacije.Ko je kovinska površina poškodovana, je odbojnost kovine blizu 1. Za lasersko rezanje kovine je potrebna višja povprečna moč, ta pogoj pa izpolnjujejo samo visokozmogljivi CO2 laserji.
1. Laserski razrez jeklenih materialov
1.1 Kontinuirano lasersko rezanje s CO2 Glavni procesni parametri kontinuiranega laserskega rezanja s CO2 vključujejo moč laserja, vrsto in tlak pomožnega plina, hitrost rezanja, položaj žarišča, globino žarišča in višino šobe.
(1) Moč laserja Moč laserja ima velik vpliv na debelino reza, hitrost reza in širino reza.Ko so drugi parametri konstantni, se hitrost rezanja zmanjšuje z večanjem debeline rezalne plošče in narašča z večanjem moči laserja.Z drugimi besedami, večja kot je moč laserja, debelejša je plošča, ki jo je mogoče rezati, večja je hitrost rezanja in nekoliko večja je širina reza.
(2) Vrsta in tlak pomožnega plina Pri rezanju nizkoogljičnega jekla se CO2 uporablja kot pomožni plin za izkoriščanje toplote reakcije zgorevanja železa in kisika za spodbujanje postopka rezanja.Hitrost rezanja je visoka in kakovost reza je dobra, še posebej je mogoče doseči rez brez lepljive žlindre.Pri rezanju nerjavnega jekla se uporablja CO2.Žlindro je enostavno prilepiti na spodnji del reza.Pogosto se uporablja mešani plin CO2 + N2 ali dvoslojni plinski tok.Tlak pomožnega plina pomembno vpliva na učinek rezanja.Ustrezno povečanje tlaka plina lahko poveča hitrost rezanja brez lepljive žlindre zaradi povečanja momenta pretoka plina in izboljšanja zmogljivosti odstranjevanja žlindre.Če pa je pritisk previsok, postane površina reza hrapava.Učinek pritiska kisika na povprečno hrapavost površine reza je prikazan na spodnji sliki.
Tlak telesa je odvisen tudi od debeline plošče.Pri rezanju nizkoogljičnega jekla z 1kW CO2 laserjem je razmerje med tlakom kisika in debelino plošče prikazano na spodnji sliki.
(3) Hitrost rezanja Hitrost rezanja pomembno vpliva na kakovost rezanja.Pod določenimi pogoji moči laserja obstajajo ustrezne zgornje in spodnje kritične vrednosti za dobro rezalno hitrost pri rezanju nizkoogljičnega jekla.Če je hitrost rezanja višja ali nižja od kritične vrednosti, pride do sprijemanja žlindre.Ko je hitrost rezanja počasna, se čas delovanja oksidacijske reakcijske toplote na rezalnem robu podaljša, širina reza se poveča in rezalna površina postane hrapava.Ko se hitrost rezanja poveča, se zarez postopoma oži, dokler širina zgornjega zareza ni enakovredna premeru mesta.V tem času je rez rahlo klinast, zgoraj širok in spodaj ozek.Ko se hitrost rezanja še naprej povečuje, se širina zgornjega reza še naprej zmanjšuje, spodnji del reza pa postane relativno širši in postane obrnjene klinaste oblike.
(5)Globina ostrenja
Globina fokusa ima določen vpliv na kakovost rezalne površine in hitrost rezanja.Pri rezanju relativno velikih jeklenih plošč je treba uporabiti žarek z veliko žariščno globino;pri rezanju tankih plošč je treba uporabiti žarek z majhno žariščno globino.
(6) Višina šobe
Višina šobe se nanaša na razdaljo od končne površine šobe za pomožni plin do zgornje površine obdelovanca.Višina šobe je velika, zagon izpuščenega pomožnega zračnega toka pa zlahka niha, kar vpliva na kakovost in hitrost rezanja.Zato je pri laserskem rezanju višina šobe na splošno minimalna, običajno 0,5~2,0 mm.
① Laserski vidiki
a.Povečajte moč laserja.Razvoj močnejših laserjev je neposreden in učinkovit način za povečanje debeline rezanja.
b.Obdelava pulza.Impulzni laserji imajo zelo visoko konično moč in lahko prodrejo skozi debele jeklene plošče.Uporaba visokofrekvenčne tehnologije laserskega rezanja z ozko impulzno širino lahko reže debele jeklene plošče brez povečanja moči laserja, velikost reza pa je manjša kot pri neprekinjenem laserskem rezanju.
c.Uporabite nove laserje
②Optični sistem
a.Prilagodljivi optični sistem.Razlika od tradicionalnega laserskega rezanja je v tem, da ni treba postaviti fokusa pod rezalno površino.Ko položaj ostrenja niha gor in dol za nekaj milimetrov vzdolž smeri debeline jeklene plošče, se goriščna razdalja v prilagodljivem optičnem sistemu spremeni s premikom položaja ostrenja.Spremembe goriščne razdalje navzgor in navzdol sovpadajo z relativnim gibanjem med laserjem in obdelovancem, zaradi česar se položaj fokusa spreminja navzgor in navzdol vzdolž globine obdelovanca.Ta postopek rezanja, pri katerem se položaj fokusa spreminja z zunanjimi pogoji, lahko ustvari visokokakovostne reze.Pomanjkljivost te metode je, da je globina reza omejena, običajno ne več kot 30 mm.
b.Bifokalna tehnologija rezanja.Za dvakratno fokusiranje žarka na različnih delih se uporablja posebna leča.Kot je prikazano na sliki 4.58, je D premer osrednjega dela leče in premer robnega dela leče.Polmer ukrivljenosti v središču leče je večji od okolice in tvori dvojno žarišče.Med postopkom rezanja se zgornji fokus nahaja na zgornji površini obdelovanca, spodnji fokus pa blizu spodnje površine obdelovanca.Ta posebna tehnologija laserskega rezanja z dvojnim fokusom ima številne prednosti.Za rezanje mehkega jekla lahko ne le vzdržuje visokointenziven laserski žarek na zgornji površini kovine, da izpolni pogoje, potrebne za vžig materiala, ampak tudi vzdržuje visokointenzivni laserski žarek blizu spodnje površine kovine. da izpolnjujejo zahteve za vžig.Potreba po čistih rezih v celotnem razponu debelin materiala.Ta tehnologija razširja obseg parametrov za pridobivanje visokokakovostnih rezov.Na primer z uporabo 3kW CO2.laser, običajna debelina rezanja lahko doseže le 15 ~ 20 mm, medtem ko lahko debelina rezanja s tehnologijo rezanja z dvojnim fokusom doseže 30 ~ 40 mm.
③Šoba in pomožni pretok zraka
Razumno oblikujte šobo, da izboljšate značilnosti polja pretoka zraka.Premer notranje stene nadzvočne šobe se najprej skrči in nato razširi, kar lahko povzroči nadzvočni tok zraka na izhodu.Tlak dovoda zraka je lahko zelo visok brez ustvarjanja udarnih valov.Pri uporabi nadzvočne šobe za lasersko rezanje je tudi kakovost rezanja idealna.Ker je rezalni pritisk nadzvočne šobe na površino obdelovanca relativno stabilen, je še posebej primeren za lasersko rezanje debelih jeklenih plošč.
Čas objave: 18. julij 2024
