Lazerinis pjovimas ir jo apdorojimo sistema

Lazerinis pjovimasparaiška

Greito ašinio srauto CO2 lazeriai dažniausiai naudojami metalų pjovimui lazeriu, daugiausia dėl geros spindulių kokybės. Nors daugumos metalų atspindys CO2 lazerio spinduliuose yra gana didelis, metalo paviršiaus atspindys kambario temperatūroje didėja didėjant temperatūrai ir oksidacijos laipsniui. Pažeidus metalo paviršių, metalo atspindys yra artimas 1. Metalo lazeriniam pjovimui reikalinga didesnė vidutinė galia, ir tik didelės galios CO2 lazeriai turi šią sąlygą.

1. Plieno medžiagų pjovimas lazeriu

1.1 Nuolatinis CO2 lazerinis pjovimas Pagrindiniai nuolatinio CO2 lazerinio pjovimo proceso parametrai yra lazerio galia, pagalbinių dujų tipas ir slėgis, pjovimo greitis, židinio padėtis, židinio gylis ir antgalio aukštis.

(1) Lazerio galia Lazerio galia daro didelę įtaką pjovimo storiui, pjovimo greičiui ir pjūvio pločiui. Kai kiti parametrai yra pastovūs, pjovimo greitis mažėja didėjant pjovimo plokštės storiui ir didėja didėjant lazerio galiai. Kitaip tariant, kuo didesnė lazerio galia, tuo storesnę plokštę galima pjauti, tuo didesnis pjovimo greitis ir šiek tiek didesnis pjūvio plotis.

(2) Pagalbinių dujų tipas ir slėgis. Pjaunant mažai anglies turintį plieną, CO2 naudojamas kaip pagalbinės dujos, siekiant panaudoti geležies ir deguonies degimo reakcijos šilumą pjovimo procesui skatinti. Pjovimo greitis yra didelis, o pjūvio kokybė gera, ypač pjūvis be lipnaus šlako. Pjaunant nerūdijantį plieną, naudojamas CO2. Šlakas lengvai prilimpa prie apatinės pjūvio dalies. Dažnai naudojamas CO2 + N2 mišrių dujų arba dvigubo sluoksnio dujų srautas. Pagalbinių dujų slėgis turi didelę įtaką pjovimo efektui. Tinkamai padidinus dujų slėgį, galima padidinti pjovimo greitį be lipnaus šlako, nes padidėja dujų srauto impulsas ir pagerėja šlako šalinimo pajėgumas. Tačiau jei slėgis per didelis, pjovimo paviršius tampa šiurkštus. Deguonies slėgio įtaka vidutiniam pjūvio paviršiaus šiurkštumui parodyta paveikslėlyje žemiau.

Kūno slėgis taip pat priklauso nuo plokštės storio. Pjaunant mažai anglies turintį plieną 1 kW CO2 lazeriu, deguonies slėgio ir plokštės storio santykis parodytas paveikslėlyje žemiau.

(3) Pjovimo greitis Pjovimo greitis daro didelę įtaką pjovimo kokybei. Esant tam tikroms lazerio galios sąlygoms, pjaunant mažai anglies turintį plieną, yra atitinkamos viršutinės ir apatinės kritinės vertės, užtikrinančios gerą pjovimo greitį. Jei pjovimo greitis yra didesnis arba mažesnis už kritinę vertę, susidaro šlako prilipimas. Kai pjovimo greitis yra mažas, oksidacijos reakcijos šilumos veikimo laikas pjovimo briaunoje pailgėja, pjovimo plotis padidėja, o pjovimo paviršius tampa šiurkštus. Didėjant pjovimo greičiui, pjūvis palaipsniui siaurėja, kol viršutinio pjūvio plotis tampa lygus dėmės skersmeniui. Šiuo metu pjūvis yra šiek tiek pleišto formos, platus viršuje ir siauras apačioje. Toliau didinant pjovimo greitį, viršutinio pjūvio plotis toliau mažėja, tačiau apatinė pjūvio dalis tampa santykinai platesnė ir įgauna apverstą pleišto formą.

(5)Fokusavimo gylis

Fokusavimo gylis turi tam tikrą įtaką pjovimo paviršiaus kokybei ir pjovimo greičiui. Pjaustant santykinai dideles plienines plokštes, reikia naudoti didelio židinio gylio siją; pjaunant plonas plokštes – mažo židinio gylio siją.

(6) Purkštuko aukštis

Antgalio aukštis reiškia atstumą nuo pagalbinio dujų antgalio galo iki ruošinio viršutinio paviršiaus. Antgalio aukštis yra didelis, o išstumto pagalbinio oro srauto impulsas lengvai svyruoja, o tai turi įtakos pjovimo kokybei ir greičiui. Todėl lazerinio pjovimo metu antgalio aukštis paprastai yra kuo mažesnis, dažniausiai 0,5–2,0 mm.

① Lazerio aspektai

a. Padidinti lazerio galią. Galingesnių lazerių kūrimas yra tiesioginis ir efektyvus būdas padidinti pjovimo storį.

b. Impulsinis apdorojimas. Impulsiniai lazeriai turi labai didelę maksimalią galią ir gali prasiskverbti pro storas plieno plokštes. Taikant aukšto dažnio, siauro impulso pločio impulsinio lazerinio pjovimo technologiją, galima pjauti storas plieno plokštes nedidinant lazerio galios, o pjūvio dydis yra mažesnis nei nuolatinio lazerinio pjovimo metu.

c. Naudokite naujus lazerius

②Optinė sistema

a. Adaptyvioji optinė sistema. Skirtumas nuo tradicinio lazerinio pjovimo yra tas, kad nereikia fokusavimo vietos po pjovimo paviršiumi. Kai fokusavimo padėtis svyruoja aukštyn ir žemyn keliais milimetrais išilgai plieno plokštės storio krypties, adaptyviosios optinės sistemos židinio nuotolis keičiasi kartu su fokusavimo padėties poslinkiu. Židinio nuotolio pokyčiai aukštyn ir žemyn sutampa su santykiniu lazerio ir ruošinio judėjimu, todėl fokusavimo padėtis keičiasi aukštyn ir žemyn išilgai ruošinio gylio. Šis pjovimo procesas, kurio metu fokusavimo padėtis keičiasi priklausomai nuo išorinių sąlygų, leidžia gauti aukštos kokybės pjūvius. Šio metodo trūkumas yra tas, kad pjovimo gylis yra ribotas, paprastai ne didesnis kaip 30 mm.

b. Bifokalinė pjovimo technologija. Specialus lęšis naudojamas spinduliui du kartus sufokusuoti skirtingose ​​vietose. Kaip parodyta 4.58 paveiksle, D yra lęšio centrinės dalies skersmuo, o – lęšio kraštinės dalies skersmuo. Lęšio centro kreivumo spindulys yra didesnis nei aplinkinė sritis, todėl susidaro dvigubas židinio nuotolis. Pjovimo metu viršutinis židinio nuotolis yra ant viršutinio ruošinio paviršiaus, o apatinis – šalia apatinio ruošinio paviršiaus. Ši speciali dvigubo židinio lazerinio pjovimo technologija turi daug privalumų. Pjaunant minkštąjį plieną, galima ne tik išlaikyti didelio intensyvumo lazerio spindulį ant viršutinio metalo paviršiaus, kad būtų įvykdytos medžiagos uždegimo sąlygos, bet ir išlaikyti didelio intensyvumo lazerio spindulį šalia apatinio metalo paviršiaus, kad būtų įvykdyti uždegimo reikalavimai. Poreikis užtikrinti švarų pjūvį visame medžiagos storio diapazone. Ši technologija išplečia parametrų diapazoną, kad būtų gauti aukštos kokybės pjūviai. Pavyzdžiui, naudojant 3 kW CO2... Pjaunant lazeriu įprastiniu būdu, įprastas pjovimo storis gali siekti tik 15–20 mm, o naudojant dvigubo fokusavimo pjovimo technologiją – 30–40 mm.

③Purkštukas ir pagalbinis oro srautas

Protingai suprojektuokite antgalį, kad pagerintumėte oro srauto lauko charakteristikas. Viršgarsinio antgalio vidinės sienelės skersmuo pirmiausia susitraukia, o vėliau išsiplečia, todėl išleidimo angoje gali susidaryti viršgarsinis oro srautas. Oro tiekimo slėgis gali būti labai didelis, nesukeliant smūginių bangų. Naudojant viršgarsinį antgalį lazeriniam pjovimui, pjovimo kokybė taip pat yra ideali. Kadangi viršgarsinio antgalio pjovimo slėgis į ruošinio paviršių yra gana stabilus, jis ypač tinka storų plieninių plokščių lazeriniam pjovimui.