Κοπή με λέιζερεφαρμογή
Τα λέιζερ CO2 ταχείας αξονικής ροής χρησιμοποιούνται κυρίως για κοπή με λέιζερ μεταλλικών υλικών, κυρίως λόγω της καλής ποιότητας δέσμης τους. Αν και η ανακλαστικότητα των περισσότερων μετάλλων στις δέσμες λέιζερ CO2 είναι αρκετά υψηλή, η ανακλαστικότητα της μεταλλικής επιφάνειας σε θερμοκρασία δωματίου αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας και του βαθμού οξείδωσης. Μόλις καταστραφεί η μεταλλική επιφάνεια, η ανακλαστικότητα του μετάλλου είναι κοντά στο 1. Για την κοπή μετάλλου με λέιζερ, απαιτείται υψηλότερη μέση ισχύς και μόνο τα λέιζερ CO2 υψηλής ισχύος έχουν αυτήν την κατάσταση.
1. Κοπή με λέιζερ χαλύβδινων υλικών
1.1 Συνεχής κοπή με λέιζερ CO2 Οι κύριες παράμετροι διαδικασίας της συνεχούς κοπής με λέιζερ CO2 περιλαμβάνουν την ισχύ λέιζερ, τον τύπο και την πίεση του βοηθητικού αερίου, την ταχύτητα κοπής, την εστιακή θέση, το εστιακό βάθος και το ύψος του ακροφυσίου.
(1) Ισχύς λέιζερ Η ισχύς λέιζερ έχει μεγάλη επίδραση στο πάχος κοπής, την ταχύτητα κοπής και το πλάτος κοπής. Όταν άλλες παράμετροι είναι σταθερές, η ταχύτητα κοπής μειώνεται με την αύξηση του πάχους της πλάκας κοπής και αυξάνεται με την αύξηση της ισχύος λέιζερ. Με άλλα λόγια, όσο μεγαλύτερη είναι η ισχύς του λέιζερ, τόσο πιο παχιά είναι η πλάκα που μπορεί να κοπεί, τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα κοπής και τόσο μεγαλύτερο είναι το πλάτος της τομής.
(2) Τύπος και πίεση του βοηθητικού αερίου Κατά την κοπή χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, το CO2 χρησιμοποιείται ως βοηθητικό αέριο για τη χρήση της θερμότητας της αντίδρασης καύσης σιδήρου-οξυγόνου για την προώθηση της διαδικασίας κοπής. Η ταχύτητα κοπής είναι υψηλή και η ποιότητα κοπής είναι καλή, ειδικά η τομή χωρίς κολλώδη σκωρία μπορεί να επιτευχθεί. Κατά την κοπή ανοξείδωτου χάλυβα, χρησιμοποιείται CO2. Η σκωρία κολλάει εύκολα στο κάτω μέρος της τομής. Συχνά χρησιμοποιείται μικτό αέριο CO2 + N2 ή ροή αερίου διπλής στρώσης. Η πίεση του βοηθητικού αερίου έχει σημαντική επίδραση στο αποτέλεσμα κοπής. Η κατάλληλη αύξηση της πίεσης του αερίου μπορεί να αυξήσει την ταχύτητα κοπής χωρίς κολλώδη σκωρία λόγω της αύξησης της ορμής ροής αερίου και της βελτίωσης της ικανότητας απομάκρυνσης της σκωρίας. Ωστόσο, εάν η πίεση είναι πολύ υψηλή, η επιφάνεια κοπής γίνεται τραχιά. Η επίδραση της πίεσης οξυγόνου στη μέση τραχύτητα της επιφάνειας της τομής φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
Η πίεση του σώματος εξαρτάται επίσης από το πάχος της πλάκας. Όταν κόβετε χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με λέιζερ CO2 1 kW, η σχέση μεταξύ της πίεσης οξυγόνου και του πάχους της πλάκας φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
(3) Ταχύτητα κοπής Η ταχύτητα κοπής έχει σημαντικό αντίκτυπο στην ποιότητα κοπής. Υπό ορισμένες συνθήκες ισχύος λέιζερ, υπάρχουν αντίστοιχες ανώτερες και κατώτερες κρίσιμες τιμές για καλή ταχύτητα κοπής κατά την κοπή χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα. Εάν η ταχύτητα κοπής είναι υψηλότερη ή χαμηλότερη από την κρίσιμη τιμή, θα προκληθεί κόλληση σκωρίας. Όταν η ταχύτητα κοπής είναι αργή, ο χρόνος δράσης της θερμότητας της αντίδρασης οξείδωσης στην κοπτική άκρη επεκτείνεται, το πλάτος της κοπής αυξάνεται και η επιφάνεια κοπής γίνεται τραχιά. Καθώς αυξάνεται η ταχύτητα κοπής, η τομή σταδιακά στενεύει έως ότου το πλάτος της άνω τομής ισοδυναμεί με τη διάμετρο της κηλίδας. Αυτή τη στιγμή, η τομή είναι ελαφρώς σφηνοειδής, πλατιά στο πάνω μέρος και στενή στο κάτω μέρος. Καθώς η ταχύτητα κοπής συνεχίζει να αυξάνεται, το πλάτος της άνω τομής συνεχίζει να γίνεται μικρότερο, αλλά το κάτω μέρος της τομής γίνεται σχετικά φαρδύτερο και αποκτά ανεστραμμένο σχήμα σφήνας.
(5) Βάθος εστίασης
Το βάθος εστίασης έχει κάποιο αντίκτυπο στην ποιότητα της επιφάνειας κοπής και στην ταχύτητα κοπής. Κατά την κοπή σχετικά μεγάλων χαλύβδινων πλακών, πρέπει να χρησιμοποιείται μια δοκός με μεγάλο εστιακό βάθος. όταν κόβετε λεπτές πλάκες, πρέπει να χρησιμοποιείται μια δέσμη με μικρό εστιακό βάθος.
(6)Ύψος ακροφυσίου
Το ύψος του ακροφυσίου αναφέρεται στην απόσταση από την ακραία επιφάνεια του ακροφυσίου του βοηθητικού αερίου μέχρι την άνω επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας. Το ύψος του ακροφυσίου είναι μεγάλο και η ορμή της εκτινασσόμενης βοηθητικής ροής αέρα είναι εύκολο να αυξομειωθεί, γεγονός που επηρεάζει την ποιότητα και την ταχύτητα κοπής. Επομένως, κατά την κοπή με λέιζερ, το ύψος του ακροφυσίου γενικά ελαχιστοποιείται, συνήθως 0,5~2,0 mm.
① Πτυχές λέιζερ
ένα. Αυξήστε την ισχύ του λέιζερ. Η ανάπτυξη ισχυρότερων λέιζερ είναι ένας άμεσος και αποτελεσματικός τρόπος για να αυξήσετε το πάχος κοπής.
σι. Επεξεργασία παλμών. Τα παλμικά λέιζερ έχουν πολύ υψηλή ισχύ αιχμής και μπορούν να διαπεράσουν χοντρές χαλύβδινες πλάκες. Η εφαρμογή τεχνολογίας κοπής παλμικού λέιζερ υψηλής συχνότητας, στενού πλάτους παλμού μπορεί να κόψει χοντρές χαλύβδινες πλάκες χωρίς να αυξάνει την ισχύ του λέιζερ και το μέγεθος της τομής είναι μικρότερο από αυτό της συνεχούς κοπής με λέιζερ.
ντο. Χρησιμοποιήστε νέα λέιζερ
②Οπτικό σύστημα
ένα. Προσαρμοζόμενο οπτικό σύστημα. Η διαφορά από την παραδοσιακή κοπή με λέιζερ είναι ότι δεν χρειάζεται να τοποθετηθεί η εστίαση κάτω από την επιφάνεια κοπής. Όταν η θέση εστίασης κυμαίνεται πάνω-κάτω μερικά χιλιοστά κατά μήκος της κατεύθυνσης του πάχους της χαλύβδινης πλάκας, η εστιακή απόσταση στο προσαρμοστικό οπτικό σύστημα θα αλλάξει με τη μετατόπιση της θέσης εστίασης. Οι αλλαγές πάνω και κάτω στην εστιακή απόσταση συμπίπτουν με τη σχετική κίνηση μεταξύ του λέιζερ και του τεμαχίου εργασίας, με αποτέλεσμα η θέση εστίασης να αλλάζει πάνω και κάτω κατά μήκος του βάθους του τεμαχίου εργασίας. Αυτή η διαδικασία κοπής κατά την οποία η θέση εστίασης αλλάζει με τις εξωτερικές συνθήκες μπορεί να δημιουργήσει κοπές υψηλής ποιότητας. Το μειονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι ότι το βάθος κοπής είναι περιορισμένο, γενικά όχι περισσότερο από 30 mm.
σι. Διεστιακή τεχνολογία κοπής. Ένας ειδικός φακός χρησιμοποιείται για την εστίαση της δέσμης δύο φορές σε διαφορετικά μέρη. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 4.58, το D είναι η διάμετρος του κεντρικού τμήματος του φακού και είναι η διάμετρος του ακραίου τμήματος του φακού. Η ακτίνα καμπυλότητας στο κέντρο του φακού είναι μεγαλύτερη από τη γύρω περιοχή, σχηματίζοντας διπλή εστίαση. Κατά τη διαδικασία κοπής, η επάνω εστία βρίσκεται στην επάνω επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας και η κάτω εστία βρίσκεται κοντά στην κάτω επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας. Αυτή η ειδική τεχνολογία κοπής με λέιζερ διπλής εστίασης έχει πολλά πλεονεκτήματα. Για την κοπή μαλακού χάλυβα, μπορεί όχι μόνο να διατηρήσει μια δέσμη λέιζερ υψηλής έντασης στην επάνω επιφάνεια του μετάλλου για να πληροί τις προϋποθέσεις που απαιτούνται για την ανάφλεξη του υλικού, αλλά και να διατηρήσει μια δέσμη λέιζερ υψηλής έντασης κοντά στην κάτω επιφάνεια του μετάλλου να πληρούν τις απαιτήσεις για ανάφλεξη. Η ανάγκη παραγωγής καθαρών κοπών σε όλο το εύρος πάχους υλικού. Αυτή η τεχνολογία επεκτείνει το εύρος των παραμέτρων για την απόκτηση κοπών υψηλής ποιότητας. Για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας ένα CO2 3 kW. λέιζερ, το συμβατικό πάχος κοπής μπορεί να φτάσει μόνο τα 15~20mm, ενώ το πάχος κοπής με χρήση τεχνολογίας κοπής διπλής εστίασης μπορεί να φτάσει τα 30~40mm.
③Ακροφύσιο και βοηθητική ροή αέρα
Σχεδιάστε λογικά το ακροφύσιο για να βελτιώσετε τα χαρακτηριστικά του πεδίου ροής αέρα. Η διάμετρος του εσωτερικού τοιχώματος του υπερηχητικού ακροφυσίου πρώτα συρρικνώνεται και στη συνέχεια διαστέλλεται, γεγονός που μπορεί να δημιουργήσει υπερηχητική ροή αέρα στην έξοδο. Η πίεση παροχής αέρα μπορεί να είναι πολύ υψηλή χωρίς να δημιουργεί κρουστικά κύματα. Όταν χρησιμοποιείτε ένα υπερηχητικό ακροφύσιο για κοπή με λέιζερ, η ποιότητα κοπής είναι επίσης ιδανική. Δεδομένου ότι η πίεση κοπής του υπερηχητικού ακροφυσίου στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας είναι σχετικά σταθερή, είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για κοπή με λέιζερ χοντρών χαλύβδινων πλακών.
Ώρα δημοσίευσης: Ιουλ-18-2024
