Lasersko rezanjeaplikacija
CO2 laseri sa brzim aksijalnim protokom se uglavnom koriste za lasersko rezanje metalnih materijala, uglavnom zbog dobrog kvaliteta zraka. Iako je refleksivnost većine metala na CO2 laserske zrake prilično visoka, reflektivnost površine metala na sobnoj temperaturi raste s povećanjem temperature i stepena oksidacije. Kada se metalna površina ošteti, reflektivnost metala je blizu 1. Za lasersko rezanje metala potrebna je veća prosječna snaga, a samo CO2 laseri velike snage imaju ovo stanje.
1. Lasersko rezanje čeličnih materijala
1.1 CO2 kontinuirano lasersko rezanje Glavni procesni parametri CO2 kontinuiranog laserskog rezanja uključuju snagu lasera, vrstu i pritisak pomoćnog plina, brzinu rezanja, fokusnu poziciju, dubinu žarišta i visinu mlaznice.
(1) Snaga lasera Snaga lasera ima veliki uticaj na debljinu rezanja, brzinu rezanja i širinu reza. Kada su ostali parametri konstantni, brzina rezanja opada sa povećanjem debljine rezne ploče i raste sa 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 pritisak pomoćnog plina Prilikom rezanja čelika s niskim udjelom ugljika, CO2 se koristi kao pomoćni plin za iskorištavanje topline reakcije sagorijevanja željeza i kisika za promicanje procesa rezanja. Brzina rezanja je velika i kvalitet reza je dobar, posebno se može dobiti rez bez ljepljive troske. Prilikom rezanja nehrđajućeg čelika koristi se CO2. Šljaka se lako lijepi na donji dio reza. Često se koristi mješoviti plin CO2 + N2 ili dvoslojni tok plina. Pritisak pomoćnog gasa ima značajan uticaj na efekat rezanja. Odgovarajuće povećanje pritiska gasa može povećati brzinu rezanja bez lepljive troske zbog povećanja momenta protoka gasa i poboljšanja kapaciteta uklanjanja šljake. Međutim, ako je pritisak previsok, površina reza postaje hrapava. Utjecaj pritiska kisika na prosječnu hrapavost površine reza prikazan je na donjoj slici.
Pritisak tijela također ovisi o debljini ploče. Prilikom rezanja niskougljičnog čelika CO2 laserom od 1kW, odnos između tlaka kisika i debljine ploče prikazan je na donjoj slici.
(3) Brzina rezanja Brzina rezanja ima značajan uticaj na kvalitet rezanja. Pod određenim uvjetima snage lasera, postoje odgovarajuće gornje i donje kritične vrijednosti za dobru brzinu rezanja pri rezanju niskougljičnog čelika. Ako je brzina rezanja veća ili niža od kritične vrijednosti, doći će do zalijepljenja šljake. Kada je brzina rezanja mala, vrijeme djelovanja topline oksidacijske reakcije na reznoj ivici se produžava, širina rezanja se povećava, a površina rezanja postaje hrapava. Kako se brzina rezanja povećava, rez se postepeno sužava sve dok širina gornjeg reza ne bude jednaka prečniku tačke. U ovom trenutku, rez je blago klinastog oblika, širok na vrhu i uzak na dnu. Kako brzina rezanja nastavlja da raste, širina gornjeg reza i dalje postaje manja, ali donji dio reza postaje relativno širi i postaje obrnuti oblik klina.
(5) Dubina fokusa
Dubina fokusa ima određeni utjecaj na kvalitetu površine rezanja i brzinu rezanja. Prilikom rezanja relativno velikih čeličnih ploča treba koristiti gredu sa velikom žižnom dubinom; pri rezanju tankih ploča treba koristiti snop s malom žarišnom dubinom.
(6) Visina mlaznice
Visina mlaznice se odnosi na udaljenost od krajnje površine mlaznice pomoćnog plina do gornje površine obratka. Visina mlaznice je velika, a zamah izbačenog pomoćnog strujanja zraka lako se mijenja, što utječe na kvalitetu i brzinu rezanja. Zbog toga je kod laserskog rezanja visina mlaznice općenito minimizirana, obično 0,5~2,0 mm.
① Laserski aspekti
a. Povećajte snagu lasera. Razvoj snažnijih lasera je direktan i efikasan način za povećanje debljine rezanja.
b. Obrada pulsa. Pulsni laseri imaju vrlo veliku vršnu snagu i mogu probiti debele čelične ploče. Primjenom tehnologije pulsnog laserskog rezanja visoke frekvencije uske pulsne širine može 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 sistem
a. Prilagodljivi optički sistem. Razlika od tradicionalnog laserskog rezanja je u tome što ne mora fokus postaviti ispod površine rezanja. Kada pozicija fokusa fluktuira gore-dole nekoliko milimetara duž pravca debljine čelične ploče, žižna daljina u prilagodljivom optičkom sistemu će se promeniti sa pomeranjem pozicije fokusa. Promjene žarišne daljine gore i dolje poklapaju se s relativnim kretanjem između lasera i obratka, uzrokujući promjenu položaja fokusa gore i dolje duž dubine obratka. Ovaj proces rezanja u kojem se pozicija fokusa mijenja s vanjskim uvjetima može proizvesti visokokvalitetne rezove. Nedostatak ove metode je što je dubina rezanja ograničena, uglavnom ne veća od 30 mm.
b. Tehnologija bifokalnog rezanja. Posebno sočivo se koristi za fokusiranje zraka dva puta na različite dijelove. Kao što je prikazano na slici 4.58, D je prečnik središnjeg dela sočiva i prečnik rubnog dela sočiva. Radijus zakrivljenosti u centru sočiva je veći od okolnog područja, formirajući dvostruki fokus. Tokom 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 laserski snop visokog intenziteta na gornjoj površini metala kako bi ispunio uvjete potrebne da se materijal zapali, već i održava laserski snop visokog intenziteta blizu donje površine metala. da ispuni uslove za paljenje. Potreba za proizvodnjom čistih rezova u cijelom rasponu debljina materijala. Ova tehnologija proširuje raspon parametara za postizanje visokokvalitetnih rezova. Na primjer, korištenjem CO2 od 3 kW. lasera, konvencionalna debljina rezanja može doseći samo 15~20mm, dok debljina rezanja pomoću tehnologije dvofokusnog rezanja može doseći 30~40mm.
③Mlaznica i pomoćni protok vazduha
Razumno dizajnirajte mlaznicu kako biste poboljšali karakteristike polja strujanja zraka. Promjer unutrašnje stijenke nadzvučne mlaznice se prvo skuplja, a zatim širi, što može stvoriti nadzvučni protok zraka na izlazu. Pritisak dovodnog vazduha može biti veoma visok bez stvaranja udarnih talasa. Kada koristite supersoničnu mlaznicu za lasersko rezanje, kvalitet rezanja je također idealan. Budući da je pritisak rezanja nadzvučne mlaznice na površinu radnog komada relativno stabilan, posebno je pogodan za lasersko rezanje debelih čeličnih ploča.
Vrijeme objave: Jul-18-2024
