Tall amb làseraplicació
Els làsers de CO2 de flux axial ràpid s'utilitzen principalment per al tall làser de materials metàl·lics, principalment per la bona qualitat del seu feix. Tot i que la reflectivitat de la majoria dels metalls als feixos làser de CO2 és força alta, la reflectivitat de la superfície metàl·lica a temperatura ambient augmenta amb l'augment de la temperatura i el grau d'oxidació. Un cop la superfície metàl·lica està danyada, la reflectivitat del metall és propera a 1. Per al tall làser de metall, cal una potència mitjana més alta, i només els làsers de CO2 d'alta potència tenen aquesta condició.
1. Tall làser de materials d'acer
1.1 Tall làser continu de CO2 Els principals paràmetres del procés de tall làser continu de CO2 inclouen la potència del làser, el tipus i la pressió del gas auxiliar, la velocitat de tall, la posició focal, la profunditat focal i l'alçada del broquet.
(1) Potència del làser La potència del làser té una gran influència en el gruix de tall, la velocitat de tall i l'amplada de la incisió. Quan altres paràmetres són constants, la velocitat de tall disminueix amb l'augment del gruix de la placa de tall i augmenta amb l'augment de la potència del làser. En altres paraules, com més gran sigui la potència del làser, més gruixuda serà la placa que es pot tallar, més ràpida serà la velocitat de tall i una mica més gran serà l'amplada de la incisió.
(2) Tipus i pressió del gas auxiliar Quan es talla acer baix en carboni, s'utilitza CO2 com a gas auxiliar per aprofitar la calor de la reacció de combustió ferro-oxigen per promoure el procés de tall. La velocitat de tall és alta i la qualitat de la incisió és bona, especialment es pot obtenir una incisió sense escòria enganxosa. Quan es talla acer inoxidable, s'utilitza CO2. L'escòria s'enganxa fàcilment a la part inferior de la incisió. Sovint s'utilitza gas mixt CO2 + N2 o flux de gas de doble capa. La pressió del gas auxiliar té un efecte significatiu sobre l'efecte de tall. Augmentar adequadament la pressió del gas pot augmentar la velocitat de tall sense escòria enganxosa a causa de l'augment del moment del flux de gas i la millora de la capacitat d'eliminació d'escòria. Tanmateix, si la pressió és massa alta, la superfície de tall es torna rugosa. L'efecte de la pressió d'oxigen sobre la rugositat mitjana de la superfície d'incisió es mostra a la figura següent.
La pressió del cos també depèn del gruix de la placa. Quan es talla acer baix en carboni amb un làser de CO2 d'1 kW, la relació entre la pressió d'oxigen i el gruix de la placa es mostra a la figura següent.
(3) Velocitat de tall La velocitat de tall té un impacte significatiu en la qualitat del tall. En determinades condicions de potència làser, hi ha valors crítics superiors i inferiors corresponents per a una bona velocitat de tall quan es talla acer baix en carboni. Si la velocitat de tall és superior o inferior al valor crític, es produirà enganxament d'escòria. Quan la velocitat de tall és lenta, el temps d'acció de la calor de reacció d'oxidació a la vora de tall s'allarga, l'amplada del tall augmenta i la superfície de tall es torna rugosa. A mesura que augmenta la velocitat de tall, la incisió es fa gradualment més estreta fins que l'amplada de la incisió superior és equivalent al diàmetre del punt. En aquest moment, la incisió té una lleugera forma de falca, ampla a la part superior i estreta a la part inferior. A mesura que la velocitat de tall continua augmentant, l'amplada de la incisió superior continua reduint-se, però la part inferior de la incisió es fa relativament més ampla i pren forma de falca invertida.
(5) Profunditat d'enfocament
La profunditat de focus té un cert impacte en la qualitat de la superfície de tall i la velocitat de tall. Quan es tallen plaques d'acer relativament grans, s'ha d'utilitzar una biga amb una gran profunditat focal; quan es tallen plaques primes, s'ha d'utilitzar una biga amb una petita profunditat focal.
(6) Alçada del broquet
L'alçada del broquet fa referència a la distància des de la superfície final del broquet de gas auxiliar fins a la superfície superior de la peça de treball. L'alçada del broquet és gran i el moment del flux d'aire auxiliar expulsat fluctua fàcilment, cosa que afecta la qualitat i la velocitat de tall. Per tant, quan es talla amb làser, l'alçada del broquet generalment es minimitza, normalment de 0,5 a 2,0 mm.
① Aspectes làser
a. Augmentar la potència del làser. Desenvolupar làsers més potents és una manera directa i eficaç d'augmentar el gruix de tall.
b. Processament per polsos. Els làsers polsats tenen una potència màxima molt alta i poden penetrar en plaques d'acer gruixudes. L'aplicació de tecnologia de tall per làser per polsos d'alta freqüència i amplada de pols estreta pot tallar plaques d'acer gruixudes sense augmentar la potència del làser, i la mida de la incisió és més petita que la del tall per làser continu.
c. Utilitzeu làsers nous
②Sistema òptic
a. Sistema òptic adaptatiu. La diferència respecte al tall per làser tradicional és que no cal col·locar el focus per sota de la superfície de tall. Quan la posició del focus fluctua amunt i avall uns quants mil·límetres al llarg de la direcció del gruix de la placa d'acer, la distància focal del sistema òptic adaptatiu canviarà amb el desplaçament de la posició del focus. Els canvis amunt i avall de la distància focal coincideixen amb el moviment relatiu entre el làser i la peça de treball, fent que la posició del focus canviï amunt i avall al llarg de la profunditat de la peça de treball. Aquest procés de tall en què la posició del focus canvia amb les condicions externes pot produir talls d'alta qualitat. El desavantatge d'aquest mètode és que la profunditat de tall és limitada, generalment no superior a 30 mm.
b. Tecnologia de tall bifocal. S'utilitza una lent especial per enfocar el feix dues vegades en parts diferents. Com es mostra a la figura 4.58, D és el diàmetre de la part central de la lent i és el diàmetre de la part de la vora de la lent. El radi de curvatura al centre de la lent és més gran que l'àrea circumdant, formant un doble focus. Durant el procés de tall, el focus superior es troba a la superfície superior de la peça i el focus inferior es troba a prop de la superfície inferior de la peça. Aquesta tecnologia especial de tall làser de doble focus té molts avantatges. Per tallar acer suau, no només pot mantenir un feix làser d'alta intensitat a la superfície superior del metall per complir les condicions necessàries perquè el material s'encengui, sinó que també pot mantenir un feix làser d'alta intensitat a prop de la superfície inferior del metall per complir els requisits d'ignició. La necessitat de produir talls nets en tota la gamma de gruixos de material. Aquesta tecnologia amplia la gamma de paràmetres per obtenir talls d'alta qualitat. Per exemple, utilitzant un CO2 de 3 kW. làser, el gruix de tall convencional només pot arribar als 15~20 mm, mentre que el gruix de tall amb tecnologia de tall de doble enfocament pot arribar als 30~40 mm.
③Boquilla i flux d'aire auxiliar
Dissenyeu raonablement la boquilla per millorar les característiques del camp de flux d'aire. El diàmetre de la paret interior de la boquilla supersònica primer es contrau i després s'expandeix, cosa que pot generar un flux d'aire supersònic a la sortida. La pressió de subministrament d'aire pot ser molt alta sense generar ones de xoc. Quan s'utilitza una boquilla supersònica per al tall per làser, la qualitat de tall també és ideal. Com que la pressió de tall de la boquilla supersònica a la superfície de la peça és relativament estable, és especialment adequada per al tall per làser de plaques d'acer gruixudes.
Data de publicació: 18 de juliol de 2024
