Pemotongan laserpermohonan
Laser CO2 aliran paksi pantas kebanyakannya digunakan untuk pemotongan laser bahan logam, terutamanya kerana kualiti pancarannya yang baik. Walaupun kebolehpantulan kebanyakan logam kepada pancaran laser CO2 agak tinggi, kebolehpantulan permukaan logam pada suhu bilik meningkat dengan peningkatan suhu dan darjah pengoksidaan. Sebaik sahaja permukaan logam rosak, kebolehpantulan logam hampir kepada 1. Untuk pemotongan laser logam, kuasa purata yang lebih tinggi diperlukan, dan hanya laser CO2 berkuasa tinggi yang mempunyai keadaan ini.
1. Pemotongan laser bahan keluli
1.1 Pemotongan laser berterusan CO2 Parameter proses utama pemotongan laser berterusan CO2 termasuk kuasa laser, jenis dan tekanan gas bantu, kelajuan pemotongan, kedudukan fokus, kedalaman fokus dan ketinggian muncung.
(1) Kuasa laser Kuasa laser mempunyai pengaruh yang besar terhadap ketebalan pemotongan, kelajuan pemotongan dan lebar hirisan. Apabila parameter lain adalah malar, kelajuan pemotongan berkurangan dengan peningkatan ketebalan plat pemotongan dan meningkat dengan peningkatan kuasa laser. Dalam erti kata lain, semakin besar kuasa laser, semakin tebal plat yang boleh dipotong, semakin cepat kelajuan pemotongan, dan semakin besar sedikit lebar hirisan.
(2) Jenis dan tekanan gas bantu Apabila memotong keluli karbon rendah, CO2 digunakan sebagai gas bantu untuk menggunakan haba tindak balas pembakaran besi-oksigen bagi menggalakkan proses pemotongan. Kelajuan pemotongan adalah tinggi dan kualiti hirisan adalah baik, terutamanya hirisan tanpa sanga melekit boleh diperolehi. Apabila memotong keluli tahan karat, CO2 digunakan. Sanga mudah melekat pada bahagian bawah hirisan. Gas campuran CO2 + N2 atau aliran gas berlapis dua sering digunakan. Tekanan gas bantu mempunyai kesan yang ketara terhadap kesan pemotongan. Peningkatan tekanan gas yang sewajarnya boleh meningkatkan kelajuan pemotongan tanpa sanga melekit disebabkan oleh peningkatan momentum aliran gas dan peningkatan kapasiti penyingkiran sanga. Walau bagaimanapun, jika tekanan terlalu tinggi, permukaan potongan menjadi kasar. Kesan tekanan oksigen terhadap kekasaran purata permukaan hirisan ditunjukkan dalam rajah di bawah.
Tekanan badan juga bergantung pada ketebalan plat. Apabila memotong keluli karbon rendah dengan laser CO2 1kW, hubungan antara tekanan oksigen dan ketebalan plat ditunjukkan dalam rajah di bawah.
(3) Kelajuan Pemotongan Kelajuan pemotongan mempunyai kesan yang ketara terhadap kualiti pemotongan. Di bawah keadaan kuasa laser tertentu, terdapat nilai kritikal atas dan bawah yang sepadan untuk kelajuan pemotongan yang baik semasa memotong keluli karbon rendah. Jika kelajuan pemotongan lebih tinggi atau lebih rendah daripada nilai kritikal, lekatan sanga akan berlaku. Apabila kelajuan pemotongan perlahan, masa tindakan haba tindak balas pengoksidaan pada mata pemotong akan dilanjutkan, lebar pemotongan akan meningkat, dan permukaan pemotongan menjadi kasar. Apabila kelajuan pemotongan meningkat, hirisan secara beransur-ansur menjadi lebih sempit sehingga lebar hirisan atas bersamaan dengan diameter bintik. Pada masa ini, hirisan sedikit berbentuk baji, lebar di bahagian atas dan sempit di bahagian bawah. Apabila kelajuan pemotongan terus meningkat, lebar hirisan atas terus menjadi lebih kecil, tetapi bahagian bawah hirisan menjadi agak lebih lebar dan menjadi bentuk baji terbalik.
(5) Kedalaman fokus
Kedalaman fokus mempunyai kesan tertentu terhadap kualiti permukaan pemotongan dan kelajuan pemotongan. Apabila memotong plat keluli yang agak besar, rasuk dengan kedalaman fokus yang besar harus digunakan; apabila memotong plat nipis, rasuk dengan kedalaman fokus yang kecil harus digunakan.
(6) Ketinggian muncung
Ketinggian muncung merujuk kepada jarak dari permukaan hujung muncung gas tambahan ke permukaan atas bahan kerja. Ketinggian muncung adalah besar, dan momentum aliran udara tambahan yang dikeluarkan mudah berubah-ubah, yang mempengaruhi kualiti dan kelajuan pemotongan. Oleh itu, apabila pemotongan laser, ketinggian muncung secara amnya diminimumkan, biasanya 0.5 ~ 2.0mm.
① Aspek laser
a. Meningkatkan kuasa laser. Membangunkan laser yang lebih berkuasa adalah cara langsung dan berkesan untuk meningkatkan ketebalan pemotongan.
b. Pemprosesan denyutan. Laser berdenyut mempunyai kuasa puncak yang sangat tinggi dan boleh menembusi plat keluli tebal. Menggunakan teknologi pemotongan laser denyutan lebar denyutan sempit frekuensi tinggi boleh memotong plat keluli tebal tanpa meningkatkan kuasa laser, dan saiz hirisan adalah lebih kecil daripada pemotongan laser berterusan.
c. Gunakan laser baharu
②Sistem optik
a. Sistem optik adaptif. Perbezaan daripada pemotongan laser tradisional ialah ia tidak perlu meletakkan fokus di bawah permukaan pemotongan. Apabila kedudukan fokus berubah-ubah ke atas dan ke bawah beberapa milimeter di sepanjang arah ketebalan plat keluli, panjang fokus dalam sistem optik adaptif akan berubah dengan anjakan kedudukan fokus. Perubahan ke atas dan ke bawah dalam panjang fokus bertepatan dengan gerakan relatif antara laser dan bahan kerja, menyebabkan kedudukan fokus berubah ke atas dan ke bawah di sepanjang kedalaman bahan kerja. Proses pemotongan ini di mana kedudukan fokus berubah dengan keadaan luaran boleh menghasilkan potongan berkualiti tinggi. Kelemahan kaedah ini ialah kedalaman pemotongan adalah terhad, biasanya tidak lebih daripada 30mm.
b. Teknologi pemotongan dwifokus. Kanta khas digunakan untuk memfokuskan pancaran dua kali pada bahagian yang berbeza. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4.58, D ialah diameter bahagian tengah kanta dan ialah diameter bahagian tepi kanta. Jejari kelengkungan di tengah kanta adalah lebih besar daripada kawasan sekeliling, membentuk fokus berganda. Semasa proses pemotongan, fokus atas terletak pada permukaan atas bahan kerja, dan fokus bawah terletak berhampiran permukaan bawah bahan kerja. Teknologi pemotongan laser dwifokus khas ini mempunyai banyak kelebihan. Untuk memotong keluli lembut, ia bukan sahaja boleh mengekalkan pancaran laser berintensiti tinggi pada permukaan atas logam untuk memenuhi syarat yang diperlukan untuk bahan menyala, tetapi juga mengekalkan pancaran laser berintensiti tinggi berhampiran permukaan bawah logam untuk memenuhi keperluan pencucuhan. Keperluan untuk menghasilkan potongan bersih merentasi keseluruhan julat ketebalan bahan. Teknologi ini meluaskan julat parameter untuk mendapatkan potongan berkualiti tinggi. Contohnya, menggunakan CO2 3kW. Laser, ketebalan pemotongan konvensional hanya boleh mencapai 15 ~ 20mm, manakala ketebalan pemotongan menggunakan teknologi pemotongan dwi fokus boleh mencapai 30 ~ 40mm.
③Nozel dan aliran udara tambahan
Reka bentuk muncung secara munasabah untuk meningkatkan ciri-ciri medan aliran udara. Diameter dinding dalam muncung supersonik mula-mula mengecut dan kemudian mengembang, yang boleh menjana aliran udara supersonik di saluran keluar. Tekanan bekalan udara boleh menjadi sangat tinggi tanpa menjana gelombang kejutan. Apabila menggunakan muncung supersonik untuk pemotongan laser, kualiti pemotongan juga ideal. Memandangkan tekanan pemotongan muncung supersonik pada permukaan bahan kerja agak stabil, ia amat sesuai untuk pemotongan laser plat keluli tebal.
Masa siaran: 18 Julai 2024
