Ласерско сечењеапликација
ЦО2 ласери са брзим аксијалним протоком се углавном користе за ласерско сечење металних материјала, углавном због њиховог доброг квалитета зрака. Иако је рефлексивност већине метала на ЦО2 ласерске зраке прилично висока, рефлективност површине метала на собној температури расте са повећањем температуре и степена оксидације. Када је метална површина оштећена, рефлективност метала је близу 1. За ласерско сечење метала неопходна је већа просечна снага, а само ЦО2 ласери велике снаге имају овај услов.
1. Ласерско сечење челичних материјала
1.1 ЦО2 континуирано ласерско сечење Главни параметри процеса ЦО2 континуираног ласерског сечења укључују снагу ласера, врсту и притисак помоћног гаса, брзину резања, фокусну позицију, жижну дубину и висину млазнице.
(1) Снага ласера Снага ласера има велики утицај на дебљину сечења, брзину сечења и ширину реза. Када су остали параметри константни, брзина резања опада са повећањем дебљине резне плоче и расте са повећањем снаге ласера. Другим речима, што је већа снага ласера, то је дебља плоча која се може резати, већа је брзина сечења и нешто већа ширина реза.
(2) Врста и притисак помоћног гаса Приликом сечења челика са ниским садржајем угљеника, ЦО2 се користи као помоћни гас за искоришћење топлоте реакције сагоревања гвожђа и кисеоника да би се унапредио процес резања. Брзина сечења је велика и квалитет реза је добар, посебно се може добити рез без лепљиве шљаке. Приликом сечења нерђајућег челика користи се ЦО2. Шљака се лако залепи за доњи део реза. Често се користи мешани гас ЦО2 + Н2 или двослојни ток гаса. Притисак помоћног гаса има значајан утицај на ефекат сечења. Одговарајуће повећање притиска гаса може повећати брзину резања без лепљиве шљаке због повећања момента протока гаса и побољшања капацитета уклањања шљаке. Међутим, ако је притисак превисок, површина реза постаје храпава. Утицај притиска кисеоника на просечну храпавост површине реза приказан је на слици испод.
Притисак тела такође зависи од дебљине плоче. Када сечете нискоугљенични челик са 1кВ ЦО2 ласером, однос између притиска кисеоника и дебљине плоче је приказан на слици испод.
(3) Брзина сечења Брзина сечења има значајан утицај на квалитет сечења. Под одређеним условима снаге ласера, постоје одговарајуће горње и доње критичне вредности за добру брзину сечења при сечењу нискоугљичног челика. Ако је брзина резања већа или мања од критичне вредности, доћи ће до лепљења шљаке. Када је брзина сечења мала, време деловања топлоте оксидационе реакције на ивици сечења се продужава, ширина сечења се повећава, а површина сечења постаје храпава. Како се брзина сечења повећава, рез постепено постаје све ужи све док ширина горњег реза не буде једнака пречнику тачке. У овом тренутку, рез је благо клинастог облика, широк на врху и узак на дну. Како брзина резања наставља да расте, ширина горњег реза и даље постаје мања, али доњи део реза постаје релативно шири и постаје обрнути облик клина.
(5) Дубина фокуса
Дубина фокуса има одређени утицај на квалитет површине сечења и брзину сечења. Приликом сечења релативно великих челичних плоча, треба користити греду са великом жижном дубином; при резању танких плоча треба користити сноп са малом жижном дубином.
(6) Висина млазнице
Висина млазнице се односи на растојање од крајње површине млазнице помоћног гаса до горње површине радног предмета. Висина млазнице је велика, а замах избаченог помоћног струјања ваздуха је лако флуктуирати, што утиче на квалитет и брзину сечења. Због тога, приликом ласерског сечења, висина млазнице је генерално минимизирана, обично 0,5 ~ 2,0 мм.
① Ласерски аспекти
а. Повећајте снагу ласера. Развој снажнијих ласера је директан и ефикасан начин за повећање дебљине сечења.
б. Обрада импулса. Импулсни ласери имају веома велику вршну снагу и могу да пробију дебеле челичне плоче. Примена технологије пулсног ласерског сечења високе фреквенције уске пулсне ширине може да сече дебеле челичне плоче без повећања снаге ласера, а величина реза је мања од оне код континуираног ласерског сечења.
ц. Користите нове ласере
②Оптички систем
а. Адаптивни оптички систем. Разлика од традиционалног ласерског сечења је у томе што није потребно да фокус ставља испод површине сечења. Када позиција фокуса флуктуира горе-доле неколико милиметара дуж правца дебљине челичне плоче, жижна даљина у прилагодљивом оптичком систему ће се променити са померањем позиције фокуса. Промене жижне даљине нагоре и надоле поклапају се са релативним кретањем између ласера и радног предмета, што доводи до промене положаја фокуса нагоре и надоле дуж дубине радног предмета. Овај процес сечења у коме се положај фокуса мења са спољним условима може да произведе висококвалитетне резове. Недостатак ове методе је што је дубина сечења ограничена, углавном не већа од 30 мм.
б. Технологија бифокалног сечења. Посебно сочиво се користи за фокусирање зрака два пута на различитим деловима. Као што је приказано на слици 4.58, Д је пречник средишњег дела сочива и пречник ивичног дела сочива. Полупречник закривљености у центру сочива је већи од околног подручја, формирајући двоструки фокус. Током процеса резања, горњи фокус се налази на горњој површини радног предмета, а доњи фокус се налази близу доње површине радног предмета. Ова специјална технологија ласерског сечења са двоструким фокусом има многе предности. За сечење меког челика, не само да може да одржава ласерски сноп високог интензитета на горњој површини метала како би испунио услове потребне да се материјал запали, већ и да одржава ласерски зрак високог интензитета близу доње површине метала да испуни услове за паљење. Потреба да се произведу чисти резови у читавом распону дебљина материјала. Ова технологија проширује опсег параметара за добијање висококвалитетних резова. На пример, коришћењем ЦО2 од 3кВ. ласером, конвенционална дебљина сечења може да достигне само 15 ~ 20 мм, док дебљина сечења помоћу технологије сечења са двоструким фокусом може да достигне 30 ~ 40 мм.
③Млазница и помоћни проток ваздуха
Разумно дизајнирајте млазницу да побољшате карактеристике поља струјања ваздуха. Пречник унутрашњег зида надзвучне млазнице се прво скупља, а затим шири, што може да генерише надзвучни проток ваздуха на излазу. Притисак доводног ваздуха може бити веома висок без стварања ударних таласа. Када користите суперсоничну млазницу за ласерско сечење, квалитет сечења је такође идеалан. Пошто је притисак резања надзвучне млазнице на површину радног предмета релативно стабилан, посебно је погодан за ласерско сечење дебелих челичних плоча.
Време поста: 18. јул 2024
