Lasersnytoepassing
Vinnige aksiale vloei CO2-lasers word meestal gebruik vir lasersny van metaalmateriale, hoofsaaklik as gevolg van hul goeie straalkwaliteit. Alhoewel die reflektiwiteit van die meeste metale teenoor CO2-laserstrale redelik hoog is, neem die reflektiwiteit van die metaaloppervlak by kamertemperatuur toe met die toename in temperatuur en oksidasiegraad. Sodra die metaaloppervlak beskadig is, is die reflektiwiteit van die metaal naby 1. Vir metaallasersny is 'n hoër gemiddelde krag nodig, en slegs hoëkrag CO2-lasers het hierdie toestand.
1. Lasersny van staalmateriale
1.1 CO2-deurlopende lasersny Die belangrikste prosesparameters van CO2-deurlopende lasersny sluit in laserkrag, tipe en druk van hulpgas, snyspoed, brandpuntposisie, brandpuntdiepte en spuitstukhoogte.
(1) Laserkrag Laserkrag het 'n groot invloed op snydikte, snyspoed en insnydingwydte. Wanneer ander parameters konstant is, neem die snyspoed af met die toename van die snyplaatdikte en neem toe met die toename van laserkrag. Met ander woorde, hoe groter die laserkrag, hoe dikker die plaat wat gesny kan word, hoe vinniger die snyspoed en hoe effens groter die insnydingwydte.
(2) Tipe en druk van hulpgas Wanneer lae koolstofstaal gesny word, word CO2 as hulpgas gebruik om die hitte van die yster-suurstofverbrandingsreaksie te benut om die snyproses te bevorder. Die snyspoed is hoog en die insnydingskwaliteit is goed, veral die insnyding sonder klewerige slak kan verkry word. Wanneer vlekvrye staal gesny word, word CO2 gebruik. Slak kleef maklik aan die onderste deel van die insnyding. CO2 + N2 gemengde gas of dubbellaaggasvloei word dikwels gebruik. Die druk van die hulpgas het 'n beduidende effek op die sny-effek. Deur die gasdruk toepaslik te verhoog, kan die snyspoed sonder klewerige slak verhoog word as gevolg van die toename in gasvloeimomentum en die verbetering van die slakverwyderingskapasiteit. As die druk egter te hoog is, word die snyoppervlak grof. Die effek van suurstofdruk op die gemiddelde ruheid van die insnydingsoppervlak word in die figuur hieronder getoon.
Die liggaamsdruk hang ook af van die plaatdikte. Wanneer lae koolstofstaal met 'n 1 kW CO2-laser gesny word, word die verhouding tussen suurstofdruk en plaatdikte in die figuur hieronder getoon.
(3) Snyspoed Snyspoed het 'n beduidende impak op snykwaliteit. Onder sekere toestande van laserkrag is daar ooreenstemmende boonste en onderste kritieke waardes vir goeie snyspoed wanneer lae koolstofstaal gesny word. As die snyspoed hoër of laer as die kritieke waarde is, sal slak vassit. Wanneer die snyspoed stadig is, word die aksietyd van die oksidasiereaksiehitte op die snykant verleng, die breedte van die sny verhoog en die snyoppervlak grof. Soos die snyspoed toeneem, word die insnyding geleidelik smaller totdat die breedte van die boonste insnyding gelykstaande is aan die deursnee van die plek. Op hierdie tydstip is die insnyding effens wigvormig, wyd aan die bokant en smal aan die onderkant. Soos die snyspoed aanhou toeneem, word die breedte van die boonste insnyding steeds kleiner, maar die onderste deel van die insnyding word relatief wyer en kry 'n omgekeerde wigvorm.
(5) Fokusdiepte
Die fokusdiepte het 'n sekere impak op die kwaliteit van die snyoppervlak en die snyspoed. Wanneer relatief groot staalplate gesny word, moet 'n balk met 'n groot fokusdiepte gebruik word; wanneer dun plate gesny word, moet 'n balk met 'n klein fokusdiepte gebruik word.
(6) Spuitstukhoogte
Die spuitstukhoogte verwys na die afstand vanaf die eindoppervlak van die hulpgasspuitstuk tot die boonste oppervlak van die werkstuk. Die hoogte van die spuitstuk is groot, en die momentum van die uitgeworpe hulplugvloei is maklik om te wissel, wat die snykwaliteit en -spoed beïnvloed. Daarom word die spuitstukhoogte gewoonlik geminimaliseer wanneer lasersny word, gewoonlik 0.5~2.0 mm.
① Laseraspekte
a. Verhoog laserkrag. Die ontwikkeling van kragtiger lasers is 'n direkte en effektiewe manier om snydikte te verhoog.
b. Pulsverwerking. Gepulseerde lasers het baie hoë piekkrag en kan dik staalplate binnedring. Deur hoëfrekwensie-, smal-pulswydte-pulslasersnytegnologie toe te pas, kan dik staalplate gesny word sonder om laserkrag te verhoog, en die insnydingsgrootte is kleiner as dié van deurlopende lasersny.
c. Gebruik nuwe lasers
②Optiese stelsel
a. Aanpasbare optiese stelsel. Die verskil van tradisionele lasersny is dat dit nie nodig is om die fokus onder die snyoppervlak te plaas nie. Wanneer die fokusposisie 'n paar millimeter op en af fluktueer langs die dikterigting van die staalplaat, sal die brandpuntsafstand in die aanpasbare optiese stelsel verander met die verskuiwing van die fokusposisie. Die op- en afwaartse veranderinge in brandpuntsafstand val saam met die relatiewe beweging tussen die laser en die werkstuk, wat veroorsaak dat die fokusposisie op en af langs die diepte van die werkstuk verander. Hierdie snyproses waarin die fokusposisie verander met eksterne toestande, kan hoë kwaliteit snitte lewer. Die nadeel van hierdie metode is dat die snydiepte beperk is, gewoonlik nie meer as 30 mm nie.
b. Bifokale snytegnologie. 'n Spesiale lens word gebruik om die straal twee keer op verskillende dele te fokus. Soos getoon in Figuur 4.58, is D die deursnee van die middelste gedeelte van die lens en die deursnee van die randgedeelte van die lens. Die krommingsradius in die middel van die lens is groter as die omliggende area, wat 'n dubbele fokus vorm. Tydens die snyproses is die boonste fokus op die boonste oppervlak van die werkstuk geleë, en die onderste fokus is naby die onderste oppervlak van die werkstuk geleë. Hierdie spesiale dubbelfokus-lasersnytegnologie het baie voordele. Vir die sny van sagte staal kan dit nie net 'n hoë-intensiteit laserstraal op die boonste oppervlak van die metaal handhaaf om aan die voorwaardes te voldoen wat nodig is vir die materiaal om te ontbrand nie, maar ook 'n hoë-intensiteit laserstraal naby die onderste oppervlak van die metaal handhaaf om aan die vereistes vir ontsteking te voldoen. Die behoefte om skoon snitte oor die hele reeks materiaaldiktes te produseer. Hierdie tegnologie brei die reeks parameters uit om hoë kwaliteit snitte te verkry. Byvoorbeeld, met behulp van 'n 3kW CO2. laser, die konvensionele snydikte kan slegs 15~20 mm bereik, terwyl die snydikte met behulp van dubbele fokus snytegnologie 30~40 mm kan bereik.
③Spuitstuk en hulplugvloei
Ontwerp die spuitstuk redelik om die lugvloeiveldeienskappe te verbeter. Die deursnee van die binnewand van die supersoniese spuitstuk krimp eers en sit dan uit, wat supersoniese lugvloei by die uitlaat kan genereer. Die lugtoevoerdruk kan baie hoog wees sonder om skokgolwe te genereer. Wanneer 'n supersoniese spuitstuk vir lasersny gebruik word, is die snykwaliteit ook ideaal. Aangesien die snydruk van die supersoniese spuitstuk op die werkstukoppervlak relatief stabiel is, is dit veral geskik vir lasersny van dik staalplate.
Plasingstyd: 18 Julie 2024
