Ласерско сечењеапликација
СО2 ласерите со брз аксијален проток најчесто се користат за ласерско сечење на метални материјали, главно поради нивниот добар квалитет на зракот. Иако рефлексивноста на повеќето метали кон CO2 ласерските зраци е доста висока, рефлексивноста на металната површина на собна температура се зголемува со зголемувањето на температурата и степенот на оксидација. Откако ќе се оштети металната површина, рефлексивноста на металот е блиску до 1. За ласерско сечење на метал, потребна е поголема просечна моќност, а оваа состојба ја имаат само ласерите со висока моќност CO2.
1. Ласерско сечење на челични материјали
1.1 Континуирано ласерско сечење со CO2 Главните процесни параметри на континуираното ласерско сечење со CO2 вклучуваат ласерска моќност, тип и притисок на помошниот гас, брзина на сечење, фокусна положба, фокусна длабочина и висина на млазницата.
(1) Ласерска моќност Ласерската моќност има големо влијание врз дебелината на сечењето, брзината на сечење и ширината на засекот. Кога другите параметри се константни, брзината на сечење се намалува со зголемувањето на дебелината на плочата за сечење и се зголемува со зголемувањето на ласерската моќност. Со други зборови, колку е поголема моќноста на ласерот, толку е подебела плочата што може да се исече, толку е поголема брзината на сечење и малку поголема ширината на засекот.
(2) Вид и притисок на помошниот гас При сечење на нискојаглероден челик, CO2 се користи како помошен гас за да се искористи топлината на реакцијата на согорување на железо-кислород за да се промовира процесот на сечење. Брзината на сечење е голема и квалитетот на засекот е добар, особено може да се добие засек без леплива згура. При сечење на нерѓосувачки челик, се користи CO2. Згура лесно се залепува на долниот дел од засекот. Често се користи мешан гас CO2 + N2 или двослоен проток на гас. Притисокот на помошниот гас има значително влијание врз ефектот на сечење. Соодветно зголемување на притисокот на гасот може да ја зголеми брзината на сечење без леплива згура поради зголемувањето на моментумот на проток на гас и подобрувањето на капацитетот за отстранување на згура. Меѓутоа, ако притисокот е превисок, површината за сечење станува груба. Ефектот на притисокот на кислородот врз просечната грубост на површината на засекот е прикажан на сликата подолу.
Притисокот на телото зависи и од дебелината на плочата. При сечење нискојаглероден челик со ласер на CO2 од 1 kW, односот помеѓу притисокот на кислородот и дебелината на плочата е прикажан на сликата подолу.
(3) Брзина на сечење Брзината на сечење има значително влијание врз квалитетот на сечењето. Под одредени услови на ласерска моќност, постојат соодветни горни и долни критични вредности за добра брзина на сечење при сечење на нискојаглероден челик. Ако брзината на сечење е поголема или помала од критичната вредност, ќе дојде до лепење на згура. Кога брзината на сечењето е бавна, времето на дејство на топлината на реакцијата на оксидација на работ на сечењето се продолжува, ширината на сечењето се зголемува, а површината за сечење станува груба. Како што се зголемува брзината на сечењето, засекот постепено станува потесен додека ширината на горниот засек не биде еквивалентна на дијаметарот на дамката. Во тоа време, засекот е малку во облик на клин, широк на врвот и тесен на дното. Како што брзината на сечење продолжува да се зголемува, ширината на горниот засек продолжува да станува помала, но долниот дел од засекот станува релативно поширок и станува превртен облик на клин.
(5) Длабочина на фокус
Длабочината на фокусот има одредено влијание врз квалитетот на површината за сечење и брзината на сечење. При сечење на релативно големи челични плочи, треба да се користи зрак со голема фокусна длабочина; при сечење на тенки плочи, треба да се користи зрак со мала фокусна длабочина.
(6) Висина на млазницата
Висината на млазницата се однесува на растојанието од крајната површина на помошната млазница за гас до горната површина на работното парче. Висината на млазницата е голема, а динамиката на исфрлениот помошен проток на воздух лесно се флуктуира, што влијае на квалитетот и брзината на сечењето. Затоа, при ласерско сечење, висината на млазницата генерално се минимизира, обично 0,5-2,0 mm.
① Ласерски аспекти
а. Зголемете ја моќноста на ласерот. Развивањето помоќни ласери е директен и ефикасен начин за зголемување на дебелината на сечењето.
б. Обработка на пулсот. Импулсните ласери имаат многу висока врвна моќност и можат да навлезат во дебели челични плочи. Применувањето на технологијата за импулсно ласерско сечење со висока фреквенција и тесна ширина на импулсот може да сече дебели челични плочи без да се зголеми моќноста на ласерот, а големината на засекот е помала од онаа на континуираното ласерско сечење.
в. Користете нови ласери
②Оптички систем
а. Адаптивен оптички систем. Разликата од традиционалното ласерско сечење е тоа што не треба да се става фокусот под површината за сечење. Кога позицијата на фокусот флуктуира нагоре и надолу за неколку милиметри долж насоката на дебелината на челичната плоча, фокусната должина во адаптивниот оптички систем ќе се промени со поместувањето на положбата на фокусот. Промените нагоре и надолу во фокусната должина се совпаѓаат со релативното движење помеѓу ласерот и работното парче, предизвикувајќи позицијата на фокусот да се менува нагоре и надолу по длабочината на работното парче. Овој процес на сечење во кој позицијата на фокусирање се менува со надворешни услови може да произведе висококвалитетни резови. Недостаток на овој метод е што длабочината на сечењето е ограничена, генерално не повеќе од 30 mm.
б. Технологија на бифокално сечење. Специјална леќа се користи за фокусирање на зракот двапати на различни делови. Како што е прикажано на слика 4.58, D е дијаметарот на централниот дел на леќата и е дијаметарот на рабниот дел на леќата. Радиусот на искривување во центарот на леќата е поголем од околината, формирајќи двоен фокус. За време на процесот на сечење, горниот фокус се наоѓа на горната површина на работното парче, а долниот фокус се наоѓа во близина на долната површина на работното парче. Оваа специјална технологија за ласерско сечење со двоен фокус има многу предности. За сечење благ челик, не само што може да одржува ласерски зрак со висок интензитет на горната површина на металот за да ги исполни условите потребни за материјалот да се запали, туку и да одржува ласерски зрак со висок интензитет во близина на долната површина на металот да ги исполни барањата за палење. Потребата за производство на чисти парчиња низ целиот опсег на дебелини на материјалот. Оваа технологија го проширува опсегот на параметри за добивање висококвалитетни резови. На пример, со користење на CO2 од 3 kW. ласер, конвенционалната дебелина на сечење може да достигне само 15 ~ 20 мм, додека дебелината на сечењето со употреба на технологија за сечење со двоен фокус може да достигне 30 ~ 40 мм.
③Млазница и помошен проток на воздух
Разумно дизајнирајте ја млазницата за да ги подобрите карактеристиките на полето на протокот на воздух. Дијаметарот на внатрешниот ѕид на суперсоничната млазница прво се намалува, а потоа се шири, што може да генерира суперсоничен проток на воздух на излезот. Притисокот за довод на воздух може да биде многу висок без да генерира ударни бранови. Кога користите суперсонична млазница за ласерско сечење, квалитетот на сечењето е исто така идеален. Бидејќи притисокот на сечењето на суперсоничната млазница на површината на работното парче е релативно стабилен, тој е особено погоден за ласерско сечење на дебели челични плочи.
Време на објавување: 18 јули 2024 година
