I de siste årene, med den økende etterspørselen etter skjæring av metallplater, er den tradisjonelle skjæremetoden vanskelig å bedre møte produksjonskravene på grunn av dens lave nøyaktighet og store varmepåvirkede areal. Fiberlaserskjæring har mange fordeler, for eksempel lite varmepåvirket område , høy presisjon, høy hastighet, berøringsfri behandling, og erstatter gradvis den tradisjonelle skjæreprosessen.
Prinsippet for laserskjæring av metall er å bruke laserstrålen som en varmekilde for å bestråle metallmaterialets overflate, noe som får metallmaterialets overflatetemperatur til å stige til smeltepunktet (kokepunktet). Samtidig sender dysen ut skjæregass parallelt med laserstrålens bestrålingsretning for å blåse bort de smeltede (gassformige) forbindelsene (når skjæregassen er en aktiv gass som oksygen, vil skjæregassen også reagere med metallmaterialer for å gi oksidasjonsvarme. Gjennom styringen av bevegelsesanordningen skjærehodet beveger seg i henhold til den forhåndsbestemte linjen for å kutte ulike former av arbeidsstykket.
I prosessen med laserskjæring av metall er krafttettheten til innfallende laser forskjellig, og endringene i metallmaterialoverflaten er også forskjellige. Generelt sett, når lasereffekttettheten på overflaten av metallmateriale når 10 mW/cm2, vil overflaten av metallmateriale raskt stige til materialets kokepunkt og fordampe sterkt til metalldamp.
Når lasereffekttettheten på overflaten av metallmaterialer overstiger 100 mW/cm2, vil metalldampen som ikke kan utlades i tide bli varmet opp igjen av laserenergien for å danne en plasmasky.
Mesteparten av plasmaskyen som genereres av laserskjæring av metallmaterialer vil bli blåst bort av skjæregassen, og den gjenværende lille delen vil danne plasmasky for å påvirke metallskjæring:
1) Plasmaskyer vil forbli på overflaten av metallmaterialer, hindre overføring av laserenergi og redusere skjærehastigheten.
2) Plasmaskyen fanget under dysen vil ikke bare endre kapasitansmediet mellom dysen og metallmaterialet, men også varme dysen, påvirke ytelsesparameterne for kapasitans, forstyrre deteksjonsresultatene til den kapasitive høyderegulatoren, redusere nøyaktigheten av oppfølgingskontrollen, og påvirke kutteeffekten.
Ta 2000 W laseren som er mye brukt i markedet som et eksempel, hvis den brukes med et 100/125 (kollimator brennvidde/fokuseringslinse brennvidde) skjærehode, når kjernediameteren til pigtailen er mindre enn 40 μ At m , vil den gjennomsnittlige effekttettheten til lyspunktet ved null fokus nå størrelsesorden 100 mW/cm2, spesielt når man skjærer tynne metallplater, er det lettere å generere plasmaskyer.
De siste årene har fordelene med enkeltmoduslasere blitt anerkjent av markedet. Med den kontinuerlige optimaliseringen av optiske skjemaer øker også singelmodus-laserkraften til enheten gradvis. Den høyere strålekvaliteten (som vanligvis tilsvarer den mindre kjernediameteren til pigtailen) og den høyere utgangseffekten gjør at den gjennomsnittlige effekttettheten til lyspunktet ved null-fokuspunktet blir høyere og høyere, og det er lettere å generere plasmaskyer når du skjærer tynne. metallplater.
For å løse dette problemet kan følgende kutteprosesser effektivt redusere virkningen av plasmasky:
1. Pulsskjæring er vedtatt. Å ta i bruk pulsskjæringsmodus kan sikre toppeffekten til laser på den ene siden, og forkorte bestrålingstiden til laser på metallmaterialer på den andre siden, og redusere genereringen av plasmasky.
2. Reduser laserskjærekraften skikkelig. Uten å endre andre forhold, kan reduksjon av skjærekraften redusere den gjennomsnittlige effekttettheten ved fokuset og redusere genereringen av plasmaskyer. Når du skjærer 1 mm rustfritt stål med enkeltmodus 2000W laser med full effekt og null fokus, er skjærehastigheten ikke ideell på grunn av plasmaskyens påvirkning. Når skjæreeffekten reduseres til 1800W, økes skjærehastigheten med 50 prosent.
3. Utvid og kutt slissen på riktig måte. Utvidelse av skjærespalten gir ikke bare en bredere kanal for plasmaskyen til å spre seg nedover, reduserer plasmaskyens innvirkning på skjæringen, men bidrar også til å akselerere utslippet av slagg i slissen og forbedre skjæreeffekten.
4. Reduser klippehøyden på passende måte. Kuttehøyden bestemmer ikke bare direkte plasmaskytykkelsen mellom dysen og metallmaterialoverflaten (jo kortere avstand, jo tynnere plasmasky), men jo nærmere kuttedysen er, jo høyere er skjæregasstrykket som sendes ut fra dysesenter vil være. Jo høyere skjæretrykk vil bidra til å akselerere spredningen av plasmaskyen under dysen og redusere skjermingen av plasmaskyen til den innfallende laseren. Så på forutsetningen om å sikre sikkerheten til skjærehodet, jo nærmere oppfølgingsavstanden er, jo bedre.
5. Bruk egnet skjæremunnstykke. Den passende dysen kan akselerere spredningen av metallplasmasky ved raskere gasstrøm uten å øke dysediameteren.
6. Legg til sideblåseanordning og dysekjøleanordning på skjærehodet. Sideblåseanordningen brukes til å blåse bort en del av plasmaskyen og redusere konsentrasjonen av plasmaskyen under dysen. Dysekjøleenheten kan redusere den termiske påvirkningen av plasmaskyen på dysen og unngå å påvirke dysekapasitansens ytelsesparametere.
7. Kapasitiv høydejustering med høy samplingshastighet er tatt i bruk. Kapasitiv høydejustering med høy samplingshastighet kan ikke bare sikre oppfølgingsnøyaktigheten, men også bestemme endringen av plasmaskyen under dysen ved å overvåke endringen i kapasitansverdien. Maskinverktøyet kan iverksette tiltak som retardasjon, pause, pulsskjæring osv. for å redusere virkningen av plasmasky på kutting ved å overvåke endringen av plasmasky.
Om HGTECH: HGTECH er pioneren og lederen av industriell laserapplikasjon i Kina, og den autoritative leverandøren av globale laserbehandlingsløsninger. Vi har omfattende tilrettelagt laser intelligente maskin-, måle- og automatiseringsproduksjonslinjer, og smart fabrikkkonstruksjon for å gi helhetlige løsninger for intelligent produksjon.
