Laserlõikamismasin on lehtmetalli töötlemise tehnoloogiline revolutsioon ja praegu üks levinumaid lehtmetalli töötlemise vahendeid. Laserlõikusmasinal on suur paindlikkus, kiire lõikamiskiirus, kõrge tootmistõhusus ja lühike tootmistsükkel, mis on võitnud klientidele laia turu. Praegu kasutab enamik turul olevate keskmiste ja õhukeste plaatide töötlemisel laserlõikurit, mida austatakse laialdaselt selle kõrge efektiivsuse ja täpsuse tõttu. Isegi paksude plaatide väli on asendanud mõned plasma- ja leegiturud. Kui aga silumine on vale, mõjutab see ka laserlõikusmasina lõikeefekti. Täpsemalt on lõikamise efekti jaoks otsustava tähtsusega kuus tegurit.
1. Lõikekiiruse mõju lõikeefektile
Teatud laservõimsustiheduse ja materjali korral vastab lõikekiirus empiirilisele valemile. Niikaua kui see on üle läbipääsuläve, on materjali lõikekiirus võrdeline laseri võimsustihedusega, st võimsustiheduse suurendamine võib lõikekiirust parandada. Siin viidatud võimsustihedus ei ole seotud ainult laseri väljundvõimsusega, vaid ka kiire kvaliteedi režiimiga. Lisaks on laserlõikamisel suur mõju ka kiire teravustamise süsteemi omadustel ehk fookuspunkti suurusel. Lõikekiirus on pöördvõrdeline lõigatava materjali tiheduse (erikaalu) ja paksusega.
Kui muud parameetrid jäävad muutumatuks, on lõikekiiruse suurendamiseks järgmised tegurid: võimsuse suurendamine (teatud vahemikus, näiteks 500–2000 W); Parandage kiire režiimi; Vähendage fookuspunkti suurust (näiteks teravustage lühikese fookusobjektiiviga); Madala esialgse aurustumisenergiaga lõikematerjalid (nagu plast, pleksiklaas jne); Madala tihedusega materjalide (nt valge männi) lõikamine; Lõika õhuke materjal.
Eriti metallmaterjalide puhul, kui muud protsessimuutujad hoitakse konstantsena, võib laserlõikekiirusel olla suhteline reguleerimisvahemik ja see võib siiski säilitada rahuldava lõikekvaliteedi. See reguleerimisvahemik on õhukeste metallide lõikamisel veidi laiem kui paksude tükkide puhul. Mõnikord on lõikekiirus liiga aeglane, mis viib välja lastud kuumsulammaterjali ablatsioonipinnani, muutes lõikepinna väga karedaks.
2. Fookuse asendi reguleerimise mõju lõikekvaliteedile
Kuna laseri võimsustihedus mõjutab lõikamiskiirust suuresti, on objektiivi fookuskauguse valik oluline küsimus. Pärast laserkiire teravustamist on punkti suurus võrdeline objektiivi fookuskaugusega. Pärast kiire teravustamist lühikese fookuskaugusega objektiiviga on täpi suurus väga väike ja võimsustihedus fookuspunktis on väga kõrge, mis on materjali lõikamiseks soodne; Selle puuduseks on aga see, et fookussügavus on väga lühike ja reguleerimisvaru väike, mis üldiselt sobib õhukeste materjalide kiireks lõikamiseks. Kuna pika fookuskaugusega objektiivil on lai fookussügavus, sobib see paremini paksude toorikute lõikamiseks, kui sellel on piisav võimsustihedus.
Pärast kasutatava fookuskaugusega objektiivi kindlaksmääramist on lõikekvaliteedi tagamiseks eriti oluline fookuse ja tooriku pinna suhteline asend. Kuna fookuse võimsustihedus on suurim, on enamikul juhtudel teravustamisasend just töödeldava detaili pinnal või lõikamisel veidi pinnast allpool. Stabiilse lõikekvaliteedi saavutamiseks on oluline tingimus kogu lõikeprotsessis tagada, et fookuse ja töödeldava detaili suhteline asend oleks konstantne. Mõnikord kuumeneb objektiiv töö ajal halva jahutuse tõttu, mille tulemuseks on fookuskauguse muutus, mis nõuab teravustamisasendi õigeaegset reguleerimist.
Kui fookus on parimas asendis, on lõhe väikseim ja efektiivsus suurim. Parima lõikekiirusega saab parima lõiketulemuse. Enamikus rakendustes reguleeritakse kiire fookust otse düüsi all. Düüsi ja tooriku pinna vaheline kaugus on üldiselt umbes 1,5 mm.
3. Abigaasi rõhu mõju lõikeefektile
Üldjuhul on materjali lõikamiseks vaja abigaasi ning probleem on peamiselt seotud abigaasi tüübi ja rõhuga. Üldiselt väljutatakse abigaas ja laserkiir koaksiaalselt, et kaitsta läätse saastumise eest ja puhuda ära lõikeala põhjas olev räbu. Mittemetalliliste materjalide ja mõnede metallmaterjalide puhul kasutage sulanud ja aurustunud materjalide eemaldamiseks suruõhku või inertgaasi, takistades samal ajal liigset põlemist lõikepiirkonnas.
Enamiku metallide laserlõikamiseks kasutatakse aktiivset gaasi (nii kaua kui see on O2), et tekitada kuuma metalliga eksotermiline oksüdatsioon. See lisasoojus võib lõikekiirust 1/3–1/2 võrra suurendada.
Abigaasi tagamise eeldusel on gaasi rõhk väga oluline tegur. Õhukeste materjalide lõikamisel suurel kiirusel on vajalik kõrge gaasirõhk, et vältida räbu kleepumist lõike tagaküljele (kuum räbu kahjustab lõikeserva, kui see kokku puutub töödeldava detailiga). Kui materjali paksus suureneb või lõikekiirus on aeglane, tuleb gaasirõhku vastavalt vähendada. Plastikust lõikeserva jäätumise vältimiseks on parem lõigata madalama gaasirõhuga.
Laserlõikamise praktika näitab, et kui abigaasiks on O2, siis selle puhtus mõjutab oluliselt lõikamise kvaliteeti. O2 puhtuse vähenemine 2 protsenti vähendab lõikekiirust 50 protsenti ja toob kaasa sisselõike kvaliteedi olulise halvenemise.
4. Materjali pinna peegeldusvõime
CO2 laserlõikusmasina kiirgava 10,6 mm kaug-infrapunakiire puhul suudavad mittemetallilised materjalid seda hästi absorbeerida, see tähendab, et neil on kõrge neelduvus; Metallmaterjalidel on 10,6 mm kiirte halb neeldumine, eriti kõrge peegelduvusega kuld, hõbe, vask ja alumiinium. Üldiselt CO2 laserkiir, eriti pidevlaine kiir, selliste materjalide lõikamiseks ei sobi. Alumiinium- ja vaskmetallide puhul vajab see üldiselt rohkem kui 3 kW, et moodustada piisav algvõimsus, et saada läbitungimisefekti jaoks vajalikud algsed augud. Mustterasest materjalidel, niklil, titaanil jne on 10,6 mm CO2 tala jaoks teatav neeldumiskiirus, eriti kui materjali pind on kuumutatud teatud temperatuurini või oksiidkile, paraneb selle neeldumiskiirus oluliselt, et saavutada parem lõikamine mõju. Läbipaistmatute materjalide puhul on neelduvus =(1 - peegelduvus) seotud materjali pinna oleku, temperatuuri ja lainepikkusega.
Materjali neelduvus tala suhtes mängib olulist rolli kuumutamise algfaasis, kuid kui toorikusse on tekkinud augud, muudab aukude musta keha efekt materjali neeldumise tala suhtes 100 protsendi lähedale.
Materjalide pinnaseisund mõjutab otseselt valguskiirte neeldumist, eriti pinna karedus ja pinna oksiidikiht põhjustavad ilmseid muutusi pinna neeldumises. Laserlõikamise praktikas saab materjalide lõikejõudluse parandamiseks mõnikord kasutada materjali pinna oleku mõju kiirte neeldumisele.
5. Lõikepõleti ja otsiku mõju
Lõikepõleti disainil ja valmistamisel on oluline mõju hea lõikekvaliteedi saavutamisele, eriti otsikule. Kui otsik ei ole õigesti valitud või hooldatud, võib see kergesti reostust või kahjustusi tekitada või düüsi suudme ümarus ei ole hea või kuuma metalli pritsmed põhjustavad lokaalset ummistust, mis tekitab düüsis pöörisvoolu, mille tulemuseks on märkimisväärne lõikevõime halvenemine. Mõnikord erineb düüsi suu fokuseeritud tala teljest, moodustades düüsi serva lõikamiseks tala, mis mõjutab ka kärpimise kvaliteeti, suurendab pilu laiust ja muudab lõikesuuruse valesti joondatud. Düüsi puhul tuleks erilist tähelepanu pöörata kahele probleemile, nimelt düüsi läbimõõdule ning düüsi ja tooriku pinna vahelisele kaugusele.
6. Välise optilise süsteemi mõju
Algne laseri kiirgav kiir edastatakse läbi välise optilise teesüsteemi (sealhulgas peegelduse ja ülekande) ning see paistab tooriku pinnale täpselt ülisuure võimsustihedusega.
Välise optilise teesüsteemi optilisi elemente tuleb regulaarselt kontrollida ja õigeaegselt reguleerida tagamaks, et kui lõikepõleti töötab töödeldava detaili kohal, edastatakse kiir õigesti läätse keskele ja teravustatakse lõikamiseks väikesesse valguspunkti. töödeldav detail kõrge kvaliteediga. Kui mõne optilise elemendi asend muutub või on saastunud, mõjutab see lõikamise kvaliteeti või isegi lõikamist ei saa teostada.
Väline optilise tee lääts on saastunud õhuvoolus leiduvate lisanditega, lõikepiirkonnas olevad pritsmed on seotud või lääts ei ole piisavalt jahutatud, mis kuumeneb objektiivi üle ja mõjutab kiire energia ülekannet. See põhjustab optilise tee kollimatsiooni triivi ja toob kaasa tõsiseid tagajärgi. Objektiivi ülekuumenemine põhjustab ka fookusmoonutusi ja isegi ohustab objektiivi ennast.
Ülaltoodud on kuus tegurit, mis mõjutavad laserlõikusmasina lõikeefekti. Tegelikus tööprotsessis tuleks tähelepanu pöörata.
HGTECHi kohta: HGTECH on Hiina laseritööstuse pioneer ja liider ning ülemaailmsete lasertöötluslahenduste autoriteetne pakkuja. Oleme kõikehõlmavalt korraldanud intelligentsed laserseadmed, mõõtmis- ja automatiseerimisliinid ning nutika tehaseehituse, et pakkuda intelligentse tootmise üldlahendusi.
