Лазерная рэзкапрымяненне
CO2-лазеры з восевым патокам у асноўным выкарыстоўваюцца для лазернай рэзкі металічных матэрыялаў, у асноўным дзякуючы добрай якасці прамяня. Нягледзячы на тое, што адбівальная здольнасць большасці металаў да лазерных прамянёў CO2 даволі высокая, адбівальная здольнасць паверхні металу пры пакаёвай тэмпературы ўзрастае з павелічэннем тэмпературы і ступені акіслення. Калі металічная паверхня пашкоджана, каэфіцыент адбівальнай здольнасці металу блізкі да 1. Для лазернай рэзкі металу неабходна больш высокая сярэдняя магутнасць, і такая ўмова адпавядае толькі магутным CO2-лазерам.
1. Лазерная рэзка сталёвых матэрыялаў
1.1 Бесперапынная лазерная рэзка CO2. Асноўныя параметры працэсу бесперапыннай лазернай рэзкі CO2 ўключаюць магутнасць лазера, тып і ціск дапаможнага газу, хуткасць рэзкі, факальнае становішча, глыбіню фокуса і вышыню сопла.
(1) Магутнасць лазера Магутнасць лазера моцна ўплывае на таўшчыню рэзкі, хуткасць рэзкі і шырыню разрэзу. Калі іншыя параметры нязменныя, хуткасць рэзкі памяншаецца з павелічэннем таўшчыні рэжучай пласціны і павялічваецца з павелічэннем магутнасці лазера. Іншымі словамі, чым большая магутнасць лазера, тым тоўшчы пласціна, якую можна разрэзаць, тым вышэй хуткасць рэзкі і крыху большая шырыня разрэзу.
(2) Тып і ціск дапаможнага газу Пры рэзцы сталі з нізкім утрыманнем вугляродзіста CO2 выкарыстоўваецца ў якасці дапаможнага газу для выкарыстання цяпла рэакцыі згарання жалеза і кіслароду для садзейнічання працэсу рэзкі. Хуткасць рэзкі высокая, а якасць разрэзу добрая, асабліва можна атрымаць разрэз без ліпкага дзындры. Пры рэзцы нержавеючай сталі выкарыстоўваецца CO2. Шлак лёгка прыляпіць да ніжняй частцы разрэзу. Часта выкарыстоўваецца змешаны газ CO2 + N2 або двухслаёвы паток газу. Ціск дапаможнага газу аказвае істотны ўплыў на рэжучы эфект. Адпаведнае павелічэнне ціску газу можа павялічыць хуткасць рэзкі без ліпкага дзындры за кошт павелічэння імпульсу газавага патоку і паляпшэння здольнасці да выдалення дзындры. Аднак калі ціск занадта высокі, паверхня зрэзу становіцца шурпатай. Уплыў ціску кіслароду на сярэднюю шурпатасць паверхні разрэзу паказаны на малюнку ніжэй.
Ціск цела таксама залежыць ад таўшчыні пласціны. Пры рэзцы сталі з нізкім утрыманнем вугляроду CO2-лазерам магутнасцю 1 кВт залежнасць паміж ціскам кіслароду і таўшчынёй пласціны паказана на малюнку ніжэй.
(3) Хуткасць рэзкі Хуткасць рэзкі істотна ўплывае на якасць рэзкі. Пры пэўных умовах магутнасці лазера існуюць адпаведныя верхнія і ніжнія крытычныя значэнні для добрай хуткасці рэзкі пры рэзцы нізкавугляродзістай сталі. Калі хуткасць рэзкі вышэй або ніжэй крытычнага значэння, адбудзецца прыліпанне дзындры. Калі хуткасць рэзкі нізкая, час дзеяння цяпла рэакцыі акіслення на рэжучую абзу павялічваецца, шырыня рэзання павялічваецца, і паверхня рэзкі становіцца шурпатай. Па меры павелічэння хуткасці разрэзу разрэз паступова звужаецца, пакуль шырыня верхняга разрэзу не стане эквівалентнай дыяметру плямы. У гэты час разрэз злёгку клінаваты, шырокі зверху і вузкі знізу. Калі хуткасць рэзання працягвае павялічвацца, шырыня верхняга разрэзу працягвае станавіцца меншай, але ніжняя частка разрэзу становіцца адносна шырэйшай і набывае форму перавернутага кліну.
(5) Глыбіня факусіроўкі
Глыбіня фокусу аказвае пэўны ўплыў на якасць рэжучай паверхні і хуткасць рэзкі. Пры разразанні адносна буйных сталёвых пласцін варта выкарыстоўваць бэльку з вялікай факальнай глыбінёй; пры рэзцы тонкіх пласцін варта выкарыстоўваць прамень з невялікай глыбінёй факусоўкі.
(6) Вышыня сопла
Вышыня сопла адносіцца да адлегласці ад кантавой паверхні дапаможнага газавага сопла да верхняй паверхні нарыхтоўкі. Вышыня сопла вялікая, і імпульс выкінутага дапаможнага паветранага патоку лёгка вагацца, што ўплывае на якасць і хуткасць рэзкі. Такім чынам, пры лазернай рэзцы вышыня сопла звычайна зводзіцца да мінімуму, звычайна складае 0,5~2,0 мм.
① Лазерныя аспекты
а. Павялічце магутнасць лазера. Распрацоўка больш магутных лазераў - прамы і эфектыўны спосаб павялічыць таўшчыню рэзкі.
б. Апрацоўка імпульсу. Імпульсныя лазеры маюць вельмі высокую пікавую магутнасць і могуць пранікаць праз тоўстыя сталёвыя пласціны. Прымяненне высокачашчыннай тэхналогіі лазернай рэзкі з вузкай шырынёй імпульсу можа рэзаць тоўстыя сталёвыя пласціны без павелічэння магутнасці лазера, а памер разрэзу меншы, чым пры бесперапыннай лазернай рэзцы.
в. Выкарыстоўвайце новыя лазеры
②Аптычная сістэма
а. Адаптыўная аптычная сістэма. Адрозненне ад традыцыйнай лазернай рэзкі заключаецца ў тым, што не трэба размяшчаць фокус ніжэй рэжучай паверхні. Калі становішча фокуса вагаецца ўверх і ўніз на некалькі міліметраў уздоўж напрамку таўшчыні сталёвай пласціны, фокусная адлегласць у адаптыўнай аптычнай сістэме будзе змяняцца са зрухам становішча фокуса. Змены фокуснай адлегласці ўверх і ўніз супадаюць з адносным рухам паміж лазерам і нарыхтоўкай, у выніку чаго становішча фокуса змяняецца ўверх і ўніз па глыбіні нарыхтоўкі. Гэты працэс рэзкі, пры якім становішча фокуса змяняецца ў залежнасці ад знешніх умоў, можа вырабляць высакаякасныя разрэзы. Недахоп гэтага метаду ў тым, што глыбіня рэзання абмежаваная, як правіла, не больш за 30 мм.
б. Тэхналогія біфакальнай рэзкі. Для двухразовай факусоўкі прамяня на розных участках выкарыстоўваецца спецыяльная лінза. Як паказана на малюнку 4.58, D - дыяметр цэнтральнай часткі лінзы і дыяметр краёвай часткі лінзы. Радыус крывізны ў цэнтры лінзы большы, чым навакольная плошча, утвараючы двайны фокус. У працэсе рэзкі верхні фокус знаходзіцца на верхняй паверхні загатоўкі, а ніжні - каля ніжняй паверхні загатоўкі. Гэтая спецыяльная тэхналогія лазернай рэзкі з падвойным фокусам мае шмат пераваг. Для рэзкі мяккай сталі ён можа не толькі падтрымліваць лазерны прамень высокай інтэнсіўнасці на верхняй паверхні металу, каб адпавядаць умовам, неабходным для ўзгарання матэрыялу, але і падтрымліваць лазерны прамень высокай інтэнсіўнасці каля ніжняй паверхні металу. адпавядаць патрабаванням да ўзгарання. Неабходнасць вырабляць чыстыя рэзы ва ўсім дыяпазоне таўшчыні матэрыялу. Дадзеная тэхналогія пашырае дыяпазон параметраў для атрымання якасных рэзаў. Напрыклад, з выкарыстаннем CO2 магутнасцю 3 кВт. лазерам, звычайная таўшчыня рэзкі можа дасягаць толькі 15~20 мм, у той час як таўшчыня рэзкі з выкарыстаннем тэхналогіі рэзкі з падвойным фокусам можа дасягаць 30~40 мм.
③Насадка і дапаможны паток паветра
Разумна распрацуйце сопла, каб палепшыць характарыстыкі поля паветранага патоку. Дыяметр унутранай сценкі звышгукавога сопла спачатку скарачаецца, а затым пашыраецца, што можа стварыць звышгукавы паток паветра на выхадзе. Ціск падачы паветра можа быць вельмі высокім без узнікнення ўдарных хваль. Пры выкарыстанні звышгукавой асадкі для лазернай рэзкі якасць рэзкі таксама ідэальнае. Паколькі ціск рэзкі звышгукавога сопла на паверхню нарыхтоўкі адносна стабільны, ён асабліва падыходзіць для лазернай рэзкі тоўстых сталёвых пласцін.
Час публікацыі: 18 ліпеня 2024 г
