Corte por láseraplicación
Os láseres de CO2 de fluxo axial rápido úsanse principalmente para o corte con láser de materiais metálicos, principalmente pola súa boa calidade de feixe. Aínda que a reflectividade da maioría dos metais aos raios láser de CO2 é bastante alta, a reflectividade da superficie metálica a temperatura ambiente aumenta co aumento da temperatura e do grao de oxidación. Unha vez que a superficie metálica está danada, a reflectividade do metal é próxima a 1. Para o corte con láser de metal, é necesaria unha potencia media máis alta e só os láseres de CO2 de alta potencia teñen esta condición.
1. Corte con láser de materiais de aceiro
1.1 Corte con láser continuo CO2 Os principais parámetros do proceso do corte con láser continuo CO2 inclúen a potencia do láser, o tipo e presión do gas auxiliar, a velocidade de corte, a posición focal, a profundidade focal e a altura da boquilla.
(1) Potencia do láser A potencia do láser ten unha gran influencia no espesor de corte, a velocidade de corte e o ancho da incisión. Cando outros parámetros son constantes, a velocidade de corte diminúe co aumento do grosor da placa de corte e aumenta co aumento da potencia do láser. Noutras palabras, canto maior sexa a potencia do láser, máis grosa é a placa que se pode cortar, máis rápida será a velocidade de corte e un pouco maior será o ancho da incisión.
(2) Tipo e presión de gas auxiliar Ao cortar aceiro baixo en carbono, o CO2 úsase como gas auxiliar para utilizar a calor da reacción de combustión de ferro e osíxeno para promover o proceso de corte. A velocidade de corte é alta e a calidade da incisión é boa, especialmente a incisión sen escorias pegajosas pódese obter. Ao cortar aceiro inoxidable úsase CO2. A escoria é fácil de pegar na parte inferior da incisión. A miúdo úsase gas mesturado de CO2 + N2 ou fluxo de gas de dobre capa. A presión do gas auxiliar ten un efecto significativo no efecto de corte. Aumentar adecuadamente a presión do gas pode aumentar a velocidade de corte sen escorias pegajosas debido ao aumento do impulso do fluxo de gas e á mellora da capacidade de eliminación da escoria. Non obstante, se a presión é demasiado alta, a superficie de corte faise áspera. O efecto da presión do osíxeno sobre a rugosidade media da superficie da incisión móstrase na seguinte figura.
A presión corporal tamén depende do grosor da placa. Ao cortar aceiro baixo en carbono cun láser de CO2 de 1 kW, a relación entre a presión de osíxeno e o grosor da placa móstrase na seguinte figura.
(3) Velocidade de corte A velocidade de corte ten un impacto significativo na calidade do corte. En determinadas condicións de potencia do láser, hai valores críticos superiores e inferiores correspondentes para unha boa velocidade de corte ao cortar aceiro baixo en carbono. Se a velocidade de corte é superior ou inferior ao valor crítico, producirase un pegado de escoura. Cando a velocidade de corte é lenta, o tempo de acción da calor da reacción de oxidación no bordo de corte estendese, o ancho do corte aumenta e a superficie de corte faise áspera. A medida que aumenta a velocidade de corte, a incisión vaise facendo máis estreita ata que o ancho da incisión superior é equivalente ao diámetro da mancha. Neste momento, a incisión ten unha lixeira forma de cuña, ancha na parte superior e estreita na parte inferior. A medida que a velocidade de corte segue aumentando, o ancho da incisión superior segue a ser máis pequeno, pero a parte inferior da incisión faise relativamente máis ancha e convértese nunha forma de cuña invertida.
(5) Profundidade de foco
A profundidade do foco ten un certo impacto na calidade da superficie de corte e na velocidade de corte. Ao cortar placas de aceiro relativamente grandes, debe usarse unha viga cunha gran profundidade focal; ao cortar placas finas, debe usarse un feixe cunha profundidade focal pequena.
(6) Altura da boquilla
A altura da boquilla refírese á distancia desde a superficie final da boquilla de gas auxiliar ata a superficie superior da peza de traballo. A altura da boquilla é grande e o impulso do fluxo de aire auxiliar expulsado é fácil de flutuar, o que afecta a calidade e velocidade de corte. Polo tanto, ao cortar con láser, a altura da boquilla é xeralmente minimizada, normalmente 0,5 ~ 2,0 mm.
① Aspectos do láser
a. Aumenta a potencia do láser. Desenvolver láseres máis potentes é unha forma directa e eficaz de aumentar o espesor de corte.
b. Procesamento de pulsos. Os láseres pulsados teñen unha potencia de pico moi alta e poden penetrar placas de aceiro grosas. A aplicación da tecnoloxía de corte con láser de pulso de alta frecuencia e ancho de pulso estreito pode cortar chapas de aceiro grosas sen aumentar a potencia do láser, e o tamaño da incisión é menor que o do corte con láser continuo.
c. Usa novos láseres
②Sistema óptico
a. Sistema óptico adaptativo. A diferenza do corte con láser tradicional é que non precisa colocar o foco debaixo da superficie de corte. Cando a posición do foco fluctúa cara arriba e abaixo uns poucos milímetros ao longo da dirección do espesor da placa de aceiro, a distancia focal do sistema óptico adaptativo cambiará co cambio da posición do foco. Os cambios de distancia focal cara arriba e abaixo coinciden co movemento relativo entre o láser e a peza de traballo, facendo que a posición do foco cambie cara arriba e abaixo ao longo da profundidade da peza. Este proceso de corte no que a posición do foco cambia coas condicións externas pode producir cortes de alta calidade. A desvantaxe deste método é que a profundidade de corte é limitada, xeralmente non máis de 30 mm.
b. Tecnoloxía de corte bifocal. Utilízase unha lente especial para enfocar o feixe dúas veces en diferentes partes. Como se mostra na figura 4.58, D é o diámetro da parte central da lente e é o diámetro da parte do bordo da lente. O raio de curvatura no centro da lente é maior que a zona circundante, formando un foco dobre. Durante o proceso de corte, o foco superior sitúase na superficie superior da peza de traballo e o foco inferior sitúase preto da superficie inferior da peza. Esta tecnoloxía especial de corte con láser de dobre foco ten moitas vantaxes. Para cortar aceiro suave, non só pode manter un raio láser de alta intensidade na superficie superior do metal para cumprir as condicións necesarias para que o material se acenda, senón que tamén pode manter un raio láser de alta intensidade preto da superficie inferior do metal. para cumprir os requisitos de ignición. A necesidade de producir cortes limpos en toda a gama de grosores de materiais. Esta tecnoloxía amplía o rango de parámetros para a obtención de cortes de alta calidade. Por exemplo, usando un CO2 de 3 kW. láser, o grosor de corte convencional só pode alcanzar os 15 ~ 20 mm, mentres que o grosor de corte mediante a tecnoloxía de corte de dobre foco pode alcanzar os 30 ~ 40 mm.
③Boquilla e fluxo de aire auxiliar
Deseña de forma razoable a boquilla para mellorar as características do campo de fluxo de aire. O diámetro da parede interna da boquilla supersónica primeiro encolle e despois se expande, o que pode xerar un fluxo de aire supersónico na saída. A presión de subministración de aire pode ser moi alta sen xerar ondas de choque. Cando se usa unha boquilla supersónica para o corte con láser, a calidade do corte tamén é ideal. Dado que a presión de corte da boquilla supersónica na superficie da peza é relativamente estable, é especialmente adecuado para o corte con láser de placas de aceiro grosas.
Hora de publicación: 18-Xul-2024
