Viime vuosina pellinleikkauksen kysynnän kasvaessa perinteistä leikkausmenetelmää on vaikea vastata paremmin tuotantovaatimuksiin sen alhaisen tarkkuuden ja suuren lämpövaikutusalueen vuoksi. Kuitulaserleikkauksella on monia etuja, kuten pieni lämpövaikutusalue. , korkea tarkkuus, nopea nopeus, kosketukseton käsittely ja korvaa vähitellen perinteisen leikkausprosessin.
Metallin laserleikkauksen periaate on käyttää lasersädettä lämmönlähteenä metallimateriaalin pinnan säteilyttämiseen, jolloin metallimateriaalin pinnan lämpötila nousee sulamispisteeseen (kiehumispisteeseen). Samaan aikaan suutin suihkuttaa leikkauskaasua samansuuntaisesti lasersäteen säteilytyssuunta puhaltaa pois sulat (kaasumaiset) yhdisteet (kun leikkauskaasu on aktiivinen kaasu, kuten happi, leikkauskaasu reagoi myös metallimateriaalien kanssa ja tuottaa hapetuslämpöä. Liikelaitteen ohjauksen avulla leikkauspää liikkuu ennalta määrätyn linjan mukaan erimuotoisten työkappaleiden leikkaamiseksi.
Metallin laserleikkausprosessissa tulevan laserin tehotiheys on erilainen, ja myös metallimateriaalin pinnan muutokset ovat erilaisia. Yleisesti ottaen, kun laserin tehotiheys metallimateriaalin pinnalla saavuttaa arvon 10 mW/cm2, metallimateriaalin pinta nousee nopeasti materiaalin kiehumispisteeseen ja höyrystyy voimakkaasti metallihöyryksi.
Kun laserin tehotiheys metallimateriaalien pinnalla ylittää 100 mW/cm2, metallihöyry, jota ei pystytä purkamaan ajoissa, lämmitetään uudelleen laserenergian vaikutuksesta plasmapilven muodostamiseksi.
Suurin osa laserleikkauksen metallimateriaalien tuottamasta plasmapilvestä puhalletaan pois leikkauskaasun vaikutuksesta, ja jäljelle jäävä pieni osa muodostaa plasmapilven, joka vaikuttaa metallin leikkaamiseen:
1) Plasmapilvet jäävät metallimateriaalien pinnalle, estävät laserenergian siirtymisen ja vähentävät leikkausnopeutta.
2) Suuttimen alle jäänyt plasmapilvi ei vain muuta suuttimen ja metallimateriaalin välistä kapasitanssiväliainetta, vaan myös lämmittää suutinta, vaikuttaa sen kapasitanssin suorituskykyparametreihin, häiritsee kapasitiivisen korkeussäätimen havaitsemistuloksia, vähentää tarkkuutta seurantaohjauksesta ja vaikuttaa leikkaustehoon.
Otetaan esimerkkinä markkinoilla laajalti käytetty 2000 W laser, jos sitä käytetään 100/125 (kollimaattorin polttoväli/tarkennuslinssin polttoväli) leikkauspään kanssa, kun letkun ytimen halkaisija on alle 40 μ At m , valopisteen keskimääräinen tehotiheys nollafokustuksessa saavuttaa luokkaa 100 mW/cm2, varsinkin ohuita metallilevyjä leikattaessa on helpompi luoda plasmapilviä.
Viime vuosina markkinat ovat tunnistaneet yksimuotolaserien edut. Optisten järjestelmien jatkuvan optimoinnin myötä myös laitteen yksimuotolaserien teho kasvaa vähitellen. Korkeampi säteen laatu (vastaa yleensä letkun pienempää ytimen halkaisijaa) ja suurempi lähtöteho nostavat valopisteen keskimääräistä tehotiheyttä nollapolttopisteessä, ja plasmapilviä on helpompi luoda ohuiksi leikattaessa. metallilevyt.
Tämän ongelman ratkaisemiseksi seuraavat leikkausprosessit voivat vähentää tehokkaasti plasmapilven vaikutusta:
1. Pulssileikkaus otetaan käyttöön. Pulssileikkaustilan ottaminen käyttöön voi toisaalta varmistaa laserin huipputehon ja toisaalta lyhentää laserin säteilytysaikaa metallimateriaaleille, mikä vähentää plasmapilven muodostumista.
2. Vähennä laserleikkaustehoa kunnolla. Muuttamatta muita olosuhteita leikkaustehon vähentäminen voi vähentää keskimääräistä tehotiheyttä fokuskohdassa ja vähentää plasmapilvien muodostumista. Kun leikataan 1 mm:n ruostumatonta terästä yksimuotoisella 2000 W laserilla täydellä teholla ja nollatarkennuksella, leikkausnopeus ei ole ihanteellinen plasmapilven vaikutuksesta. Kun leikkaustehoa vähennetään 1800 wattiin, leikkausnopeus kasvaa 50 prosenttia.
3. Levennä ja leikkaa viilto kunnolla. Leikkausraon leventäminen ei ainoastaan tarjoa leveämpää kanavaa plasmapilven leviämiselle alaspäin, vähentää plasmapilven vaikutusta leikkaukseen, vaan auttaa myös nopeuttamaan kuonan purkamista raossa ja tehostamaan leikkaustehoa.
4. Pienennä leikkuukorkeutta asianmukaisesti. Leikkuukorkeus ei vain määritä suoraan plasmapilven paksuutta suuttimen ja metallimateriaalin pinnan välillä (mitä lyhyempi etäisyys, sitä ohuempi plasmapilvi), vaan myös mitä lähempänä leikkaussuutin on, sitä korkeampi leikkauskaasun paine suutinkeskus tulee olemaan. Mitä suurempi leikkauspaine auttaa nopeuttamaan plasmapilven hajoamista suuttimen alapuolella ja vähentämään plasmapilven suojausta tulevalle laserille. Leikkuupään turvallisuuden takaamiseksi, mitä lähempänä seurantaetäisyys on, sitä parempi.
5. Käytä sopivaa leikkaussuutinta. Sopiva suutin voi nopeuttaa metalliplasmapilven leviämistä nopeammalla kaasuvirralla suuttimen halkaisijaa suurentamatta.
6. Lisää sivupuhalluslaite ja suuttimen jäähdytyslaite leikkuupäähän. Sivupuhalluslaitetta käytetään puhaltamaan pois osa plasmapilvestä ja pienentämään plasmapilven pitoisuutta suuttimen alapuolella. Suuttimen jäähdytyslaite voi vähentää plasmapilven lämpövaikutusta suuttimeen ja välttää vaikuttamasta suuttimen kapasitanssin suorituskykyparametreihin.
7. Suuren näytteenottotaajuuden kapasitiivinen korkeussäädin on otettu käyttöön. Suuren näytteenottotaajuuden kapasitiivinen korkeussäädin ei voi vain varmistaa seurantatarkkuutta, vaan myös määrittää plasmapilven muutoksen suuttimen alla tarkkailemalla kapasitanssiarvon muutosta. Työstökone voi toteuttaa toimenpiteitä, kuten hidastamista, taukoa, pulssileikkausta jne., vähentääkseen plasmapilven vaikutusta leikkaamiseen seuraamalla plasmapilven muutosta.
Tietoja HGTECH:stä: HGTECH on laserteollisuuden edelläkävijä ja johtaja Kiinassa sekä arvovaltainen maailmanlaajuisten laserkäsittelyratkaisujen toimittaja. Meillä on kattavasti järjestetty älykäs laserkone-, mittaus- ja automaatiotuotantolinjoja sekä älykkään tehdasrakentamisen kokonaisratkaisuja älykkääseen valmistukseen.
