Ласерско сечењеапликација
Брзи аксијални CO2 ласери се углавном користе за ласерско сечење металних материјала, углавном због доброг квалитета свог снопа. Иако је рефлективност већине метала на CO2 ласерске зраке прилично висока, рефлективност металне површине на собној температури расте са повећањем температуре и степеном оксидације. Када је метална површина оштећена, рефлективност метала је близу 1. За ласерско сечење метала, потребна је већа просечна снага, а само CO2 ласери велике снаге имају овај услов.
1. Ласерско сечење челичних материјала
1.1 Континуирано сечење CO2 ласером Главни параметри процеса континуираног сечења CO2 ласером укључују снагу ласера, врсту и притисак помоћног гаса, брзину сечења, положај фокуса, дубину фокуса и висину млазнице.
(1) Снага ласера Снага ласера има велики утицај на дебљину резања, брзину резања и ширину реза. Када су остали параметри константни, брзина резања се смањује са повећањем дебљине плоче за сечење и повећава се са повећањем снаге ласера. Другим речима, што је већа снага ласера, то је дебља плоча која се може сећи, већа је брзина сечења и нешто је већа ширина реза.
(2) Врста и притисак помоћног гаса При сечењу нискоугљеничног челика, CO2 се користи као помоћни гас да би се искористила топлота реакције сагоревања гвожђа и кисеоника за унапређење процеса резања. Брзина резања је велика, а квалитет реза је добар, посебно се може добити рез без лепљиве згуре. При сечењу нерђајућег челика користи се CO2. Згура се лако лепи за доњи део реза. Често се користи мешавина гаса CO2 + N2 или двослојни проток гаса. Притисак помоћног гаса значајно утиче на ефекат резања. Одговарајуће повећање притиска гаса може повећати брзину резања без лепљиве згуре због повећања импулса протока гаса и побољшања капацитета уклањања згуре. 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. Приликом сечења нискоугљеничног челика CO2 ласером од 1 kW, однос између притиска кисеоника и дебљине плоче приказан је 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 нискоугљеничног челика. Ако је брзина сечења 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 реза се повећава, а површина сечења постаје храпава. Како се брзина сечења повећава, рез постепено постаје ужи док ширина горњег реза не буде еквивалентна пречнику тачке. У овом тренутку, рез је благо клинастог облика, широк на врху и узак на дну. Како се брзина сечења наставља повећавати, ширина горњег реза наставља да се смањује, али доњи део реза постаје релативно шири и добија облик обрнутог клина.
(5) Дубина фокуса
Дубина жижа има одређени утицај на квалитет површине резања и брзину резања. Приликом сечења релативно великих челичних плоча треба користити сноп са великом жижном дубином; при сечењу танких плоча треба користити сноп са малом жижном дубином.
(6) Висина млазнице
Висина млазнице се односи на растојање од крајње површине помоћне млазнице за гас до горње површине радног предмета. Висина млазнице је велика, а моментум избаченог помоћног протока ваздуха лако варира, што утиче на квалитет и брзину сечења. Стога се при ласерском сечењу висина млазнице генерално минимизира, обично на 0,5~2,0 мм.
① Ласерски аспекти
а. Повећајте снагу ласера. Развој снажнијих ласера је директан и ефикасан начин за повећање дебљине резања.
б. Пулсна обрада. Пулсни ласери имају веома високу вршну снагу и могу да продру кроз дебеле челичне плоче. Применом технологије ласерског сечења високе фреквенције и уске ширине импулса, могуће је сећи дебеле челичне плоче без повећања снаге ласера, а величина реза је мања него код континуираног ласерског сечења.
ц. Користите нове ласере
②Оптички систем
а. Адаптивни оптички систем. Разлика у односу на традиционално ласерско сечење је у томе што није потребно постављати фокус испод површине сечења. Када положај фокуса варира горе-доле неколико милиметара дуж правца дебљине челичне плоче, жижна даљина у адаптивном оптичком систему ће се мењати са померањем положаја фокуса. Промене жижне даљине горе-доле поклапају се са релативним кретањем између ласера и радног предмета, што узрокује промену положаја фокуса горе-доле дуж дубине радног предмета. Овај процес сечења у коме се положај фокуса мења са спољашњим условима може произвести висококвалитетне резове. Мана ове методе је што је дубина сечења ограничена, генерално не већа од 30 мм.
б. Технологија бифокалног сечења. Специјално сочиво се користи за фокусирање снопа два пута на различитим деловима. Као што је приказано на слици 4.58, D је пречник централног дела сочива, а је пречник ивичног дела сочива. Полупречник закривљености у центру сочива је већи од околне површине, формирајући двоструки фокус. Током процеса сечења, горњи фокус се налази на горњој површини радног предмета, а доњи фокус се налази близу доње површине радног предмета. Ова посебна технологија ласерског сечења са двоструким фокусом има многе предности. За сечење меког челика, не само да може одржавати ласерски сноп високог интензитета на горњој површини метала како би се испунили услови потребни за паљење материјала, већ и одржавати ласерски сноп високог интензитета близу доње површине метала како би се испунили захтеви за паљење. Потреба за производњом чистих резова у целом опсегу дебљина материјала. Ова технологија проширује опсег параметара за добијање висококвалитетних резова. На пример, коришћењем CO2 уређаја од 3 kW. Ласерска технологија сечења омогућава конвенционалну дебљину сечења од само 15~20 мм, док дебљина сечења помоћу технологије двоструког фокуса може достићи 30~40 мм.
③Млазница и помоћни проток ваздуха
Разумно дизајнирајте млазницу како бисте побољшали карактеристике поља протока ваздуха. Пречник унутрашњег зида суперсоничне млазнице се прво смањује, а затим шири, што може генерисати суперсонични проток ваздуха на излазу. Притисак довода ваздуха може бити веома висок без стварања ударних таласа. Када се суперсонична млазница користи за ласерско сечење, квалитет сечења је такође идеалан. Пошто је притисак сечења суперсоничне млазнице на површини радног предмета релативно стабилан, посебно је погодна за ласерско сечење дебелих челичних плоча.
Време објаве: 18. јул 2024.
