Lézeres vágásalkalmazás
A gyors axiális áramlású CO2 lézereket leggyakrabban fémanyagok lézeres vágására használják, elsősorban jó sugárminőségük miatt. Bár a legtöbb fém visszaverő képessége a CO2 lézersugárra meglehetősen magas, a fémfelület reflexiós képessége szobahőmérsékleten növekszik a hőmérséklet és az oxidációs fok növekedésével. Ha a fémfelület megsérül, a fém visszaverő képessége közel 1. Fémlézeres vágáshoz nagyobb átlagos teljesítmény szükséges, és csak a nagy teljesítményű CO2 lézereknél van ez a feltétel.
1. Acélanyagok lézeres vágása
1.1 CO2 folyamatos lézervágás A CO2 folyamatos lézervágás fő folyamatparaméterei közé tartozik a lézerteljesítmény, a segédgáz típusa és nyomása, a vágási sebesség, a fókuszpozíció, a fókuszmélység és a fúvóka magassága.
(1) Lézerteljesítmény A lézerteljesítmény nagymértékben befolyásolja a vágási vastagságot, a vágási sebességet és a bemetszés szélességét. Ha más paraméterek állandóak, a vágási sebesség a vágólemez vastagságának növekedésével csökken, és a lézerteljesítmény növekedésével nő. Más szóval, minél nagyobb a lézerteljesítmény, minél vastagabb a vágható lemez, annál nagyobb a vágási sebesség és annál valamivel nagyobb a bemetszés szélessége.
(2) A segédgáz típusa és nyomása Alacsony széntartalmú acél vágásakor CO2-t használnak segédgázként a vas-oxigén égési reakció hőjének hasznosítására a vágási folyamat elősegítésére. A vágási sebesség nagy és a bemetszés minősége jó, különösen a ragadós salak nélküli bemetszés érhető el. A rozsdamentes acél vágásakor CO2-t használnak. A salakot könnyű felragasztani a bemetszés alsó részére. Gyakran alkalmaznak CO2 + N2 kevert gázt vagy kétrétegű gázáramot. A segédgáz nyomása jelentősen befolyásolja a vágási hatást. A gáznyomás megfelelő növelésével a gázáramlási lendület növekedése és a salakeltávolító képesség javulása miatt ragadós salak nélkül növelhető a forgácsolási sebesség. Ha azonban túl nagy a nyomás, a vágási felület érdes lesz. Az oxigénnyomás hatását a metszésfelület átlagos érdességére az alábbi ábra mutatja.
A testnyomás a lemezvastagságtól is függ. Alacsony széntartalmú acél 1 kW-os CO2 lézerrel történő vágásakor az oxigénnyomás és a lemezvastagság közötti összefüggést az alábbi ábra mutatja.
(3) Vágási sebesség A vágási sebesség jelentős hatással van a vágás minőségére. Bizonyos lézerteljesítményi feltételek mellett alacsony széntartalmú acél vágásakor megfelelő felső és alsó kritikus értékek vannak a jó vágási sebességhez. Ha a forgácsolási sebesség nagyobb vagy kisebb, mint a kritikus érték, salak ragadhat. Ha a vágási sebesség alacsony, az oxidációs reakcióhő hatásideje a vágóélen meghosszabbodik, a vágás szélessége megnő, és a vágási felület érdes lesz. A vágási sebesség növekedésével a bemetszés fokozatosan szűkül, amíg a felső bemetszés szélessége megegyezik a folt átmérőjével. Ekkor a bemetszés enyhén ék alakú, felül széles, alul keskeny. Ahogy a vágási sebesség tovább növekszik, a felső bemetszés szélessége tovább csökken, de a bemetszés alsó része viszonylag szélesebbé válik, és fordított ék alakúvá válik.
(5) Fókuszmélység
A fókuszmélység bizonyos hatással van a vágási felület minőségére és a vágási sebességre. Viszonylag nagy acéllemezek vágásakor nagy fókuszmélységű gerendát kell használni; vékony lemezek vágásakor kis fókuszmélységű gerendát kell használni.
(6) Fúvóka magassága
A fúvóka magassága a segédgáz fúvóka végfelülete és a munkadarab felső felülete közötti távolságra vonatkozik. A fúvóka magassága nagy, a kifújt segédlégáram lendülete könnyen ingadozható, ami befolyásolja a vágás minőségét és sebességét. Ezért lézeres vágáskor a fúvóka magassága általában minimális, általában 0,5–2,0 mm.
① Lézeres szempontok
a. Növelje a lézer teljesítményét. Erősebb lézerek kifejlesztése közvetlen és hatékony módja a vágási vastagság növelésének.
b. Impulzus feldolgozás. Az impulzuslézerek nagyon nagy csúcsteljesítményűek, és képesek áthatolni vastag acéllemezeken is. A nagyfrekvenciás, keskeny impulzusszélességű impulzusos lézervágási technológia alkalmazásával vastag acéllemezek vághatók a lézerteljesítmény növelése nélkül, és a bemetszés mérete kisebb, mint a folyamatos lézervágásnál.
c. Használjon új lézereket
②Optikai rendszer
a. Adaptív optikai rendszer. A különbség a hagyományos lézervágástól, hogy nem kell a fókuszt a vágási felület alá helyezni. Ha a fókuszpozíció néhány millimétert felfelé és lefelé ingadozik az acéllemez vastagságának iránya mentén, az adaptív optikai rendszerben a fókusztávolság a fókuszpozíció eltolódásával változik. A gyújtótávolság felfelé és lefelé történő változása egybeesik a lézer és a munkadarab közötti relatív mozgással, aminek következtében a fókuszpozíció felfelé és lefelé változik a munkadarab mélysége mentén. Ez a vágási folyamat, amelyben a fókuszpozíció a külső körülmények hatására változik, kiváló minőségű vágásokat eredményezhet. Ennek a módszernek az a hátránya, hogy a vágási mélység korlátozott, általában nem haladja meg a 30 mm-t.
b. Bifokális vágási technológia. Egy speciális lencsét használnak a fénysugár kétszeri fókuszálására különböző részeken. A 4.58. ábrán látható módon D a lencse középső részének átmérője és a lencse szélső részének átmérője. A lencse középpontjának görbületi sugara nagyobb, mint a környező terület, így kettős fókuszt képez. A vágási folyamat során a felső fókusz a munkadarab felső felületén, az alsó fókusz pedig a munkadarab alsó felületén található. Ennek a speciális, kettős fókuszú lézervágási technológiának számos előnye van. Enyhe acél vágásához nem csak nagy intenzitású lézersugarat tud fenntartani a fém felső felületén, hogy megfeleljen az anyag meggyulladásához szükséges feltételeknek, hanem nagy intenzitású lézersugarat is fenntart a fém alsó felülete közelében. hogy megfeleljen a gyújtásra vonatkozó követelményeknek. Tiszta vágások előállítása a teljes anyagvastagság-tartományban. Ez a technológia kibővíti a paraméterek körét a kiváló minőségű vágások eléréséhez. Például 3 kW-os CO2 használatával. lézerrel a hagyományos vágási vastagság csak a 15-20 mm-t érheti el, míg a kettős fókuszú vágási technológia használatával a vágási vastagság elérheti a 30-40 mm-t.
③ Fúvóka és segédlevegő áramlás
Ésszerűen tervezze meg a fúvókát a légáramlási mező jellemzőinek javítása érdekében. A szuperszonikus fúvóka belső falának átmérője először zsugorodik, majd kitágul, ami szuperszonikus légáramlást generálhat a kimeneten. A légnyomás nagyon magas lehet anélkül, hogy lökéshullámokat generálna. Ha szuperszonikus fúvókát használ lézervágáshoz, a vágási minőség is ideális. Mivel a szuperszonikus fúvóka vágási nyomása a munkadarab felületén viszonylag stabil, különösen alkalmas vastag acéllemezek lézeres vágására.
Feladás időpontja: 2024.07.18
