Lāzergriešana un tās apstrādes sistēma

Lāzergriešanapieteikums

Ātras aksiālās plūsmas CO2 lāzerus galvenokārt izmanto metāla materiālu lāzergriešanai, galvenokārt to labās stara kvalitātes dēļ. Lai gan lielākajai daļai metālu atstarošanas spēja pret CO2 lāzera stariem ir diezgan augsta, metāla virsmas atstarošanas spēja istabas temperatūrā palielinās, palielinoties temperatūrai un oksidācijas pakāpei. Kad metāla virsma ir bojāta, metāla atstarošanas spēja ir tuvu 1. Metāla lāzergriešanai ir nepieciešama lielāka vidējā jauda, ​​un šis nosacījums ir tikai lielas jaudas CO2 lāzeriem.

1. Tērauda materiālu lāzergriešana

1.1 CO2 nepārtrauktās darbības lāzergriešana Galvenie CO2 nepārtrauktās darbības lāzergriešanas procesa parametri ietver lāzera jaudu, palīggāzes veidu un spiedienu, griešanas ātrumu, fokusa pozīciju, fokusa dziļumu un sprauslas augstumu.

(1) Lāzera jauda Lāzera jaudai ir liela ietekme uz griešanas biezumu, griešanas ātrumu un iegriezuma platumu. Ja citi parametri ir nemainīgi, griešanas ātrums samazinās, palielinoties griešanas plāksnes biezumam, un palielinās, palielinoties lāzera jaudai. Citiem vārdiem sakot, jo lielāka lāzera jauda, ​​jo biezāku plāksni var griezt, jo lielāks griešanas ātrums un nedaudz lielāks iegriezuma platums.

(2) Palīggāzes veids un spiediens Griežot zema oglekļa satura tēraudu, CO2 tiek izmantots kā palīggāze, lai izmantotu dzelzs-skābekļa sadegšanas reakcijas siltumu griešanas procesa veicināšanai. Griešanas ātrums ir augsts un griezuma kvalitāte ir laba, jo īpaši griezumu var iegūt bez lipīgiem izdedžiem. Griežot nerūsējošo tēraudu, tiek izmantots CO2. Izdedži viegli pielīp pie griezuma apakšējās daļas. Bieži tiek izmantota CO2 + N2 jaukta gāze vai divslāņu gāzes plūsma. Palīggāzes spiedienam ir būtiska ietekme uz griešanas efektu. Atbilstoši palielinot gāzes spiedienu, var palielināt griešanas ātrumu bez lipīgiem izdedžiem, pateicoties gāzes plūsmas impulsa palielinājumam un izdedžu noņemšanas jaudas uzlabošanai. Tomēr, ja spiediens ir pārāk augsts, grieztā virsma kļūst raupja. Skābekļa spiediena ietekme uz griezuma virsmas vidējo raupjumu ir parādīta zemāk esošajā attēlā.

Ķermeņa spiediens ir atkarīgs arī no plāksnes biezuma. Griežot zema oglekļa satura tēraudu ar 1 kW CO2 lāzeru, skābekļa spiediena un plāksnes biezuma attiecība ir parādīta attēlā zemāk.

(3) Griešanas ātrums Griešanas ātrumam ir būtiska ietekme uz griešanas kvalitāti. Noteiktos lāzera jaudas apstākļos, griežot zema oglekļa satura tēraudu, ir atbilstošas ​​augšējās un apakšējās kritiskās vērtības labam griešanas ātrumam. Ja griešanas ātrums ir lielāks vai mazāks par kritisko vērtību, rodas izdedžu pielipšana. Kad griešanas ātrums ir mazs, oksidācijas reakcijas siltuma iedarbības laiks uz griešanas malu pagarinās, griešanas platums palielinās un griešanas virsma kļūst raupja. Palielinoties griešanas ātrumam, griezums pakāpeniski sašaurinās, līdz augšējā griezuma platums ir vienāds ar vietas diametru. Šajā laikā griezums ir nedaudz ķīļveida, plats augšpusē un šaurs apakšā. Turpinot palielināties griešanas ātrumam, augšējā griezuma platums turpina samazināties, bet griezuma apakšējā daļa kļūst relatīvi platāka un iegūst apgrieztu ķīļveida formu.

(5)Fokusa dziļums

Fokusa dziļumam ir zināma ietekme uz griešanas virsmas kvalitāti un griešanas ātrumu. Griežot relatīvi lielas tērauda plāksnes, jāizmanto stars ar lielu fokusa dziļumu; griežot plānas plāksnes, jāizmanto stars ar mazu fokusa dziļumu.

(6) Sprauslas augstums

Sprauslas augstums attiecas uz attālumu no palīggāzes sprauslas gala virsmas līdz sagataves augšējai virsmai. Sprauslas augstums ir liels, un izvadītā palīggaisa plūsmas impulss viegli svārstās, kas ietekmē griešanas kvalitāti un ātrumu. Tāpēc, griežot ar lāzeru, sprauslas augstums parasti tiek samazināts līdz minimumam, parasti 0,5–2,0 mm.

① Lāzera aspekti

a. Palielināt lāzera jaudu. Jaudīgāku lāzeru izstrāde ir tiešs un efektīvs veids, kā palielināt griešanas biezumu.

b. Impulsu apstrāde. Impulsu lāzeriem ir ļoti augsta maksimālā jauda, ​​un tie var iekļūt biezās tērauda plāksnēs. Izmantojot augstfrekvences, šaura impulsa platuma impulsu lāzergriešanas tehnoloģiju, var griezt biezas tērauda plāksnes, nepalielinot lāzera jaudu, un griezuma izmērs ir mazāks nekā nepārtrauktas lāzergriešanas gadījumā.

c. Izmantojiet jaunus lāzerus

②Optiskā sistēma

a. Adaptīvā optiskā sistēma. Atšķirība no tradicionālās lāzergriešanas ir tāda, ka fokuss nav jānovieto zem griešanas virsmas. Kad fokusa pozīcija svārstās uz augšu un uz leju par dažiem milimetriem gar tērauda plāksnes biezuma virzienu, adaptīvās optiskās sistēmas fokusa attālums mainīsies līdz ar fokusa pozīcijas nobīdi. Fokusa attāluma izmaiņas uz augšu un uz leju sakrīt ar lāzera un sagataves relatīvo kustību, izraisot fokusa pozīcijas izmaiņas uz augšu un uz leju gar sagataves dziļumu. Šis griešanas process, kurā fokusa pozīcija mainās atkarībā no ārējiem apstākļiem, var radīt augstas kvalitātes griezumus. Šīs metodes trūkums ir ierobežotais griešanas dziļums, parasti ne vairāk kā 30 mm.

b. Bifokāla griešanas tehnoloģija. Staru divreiz dažādās vietās fokusē, izmantojot īpašu lēcu. Kā parādīts 4.58. attēlā, D ir lēcas centrālās daļas diametrs un ir lēcas malas daļas diametrs. Lēcas centra izliekuma rādiuss ir lielāks nekā apkārtējā zona, veidojot dubultu fokusu. Griešanas procesa laikā augšējais fokuss atrodas uz sagataves augšējās virsmas, bet apakšējais fokuss atrodas pie sagataves apakšējās virsmas. Šai īpašajai divkāršā fokusa lāzergriešanas tehnoloģijai ir daudz priekšrocību. Griešanas procesā ar mīkstu tēraudu tā var ne tikai uzturēt augstas intensitātes lāzera staru uz metāla augšējās virsmas, lai izpildītu materiāla aizdegšanās apstākļus, bet arī uzturēt augstas intensitātes lāzera staru pie metāla apakšējās virsmas, lai izpildītu aizdegšanās prasības. Nepieciešamība radīt tīrus griezumus visā materiāla biezuma diapazonā. Šī tehnoloģija paplašina parametru diapazonu augstas kvalitātes griezumu iegūšanai. Piemēram, izmantojot 3 kW CO2. Ar lāzeru parastais griešanas biezums var sasniegt tikai 15–20 mm, savukārt griešanas biezums, izmantojot divkāršās fokusēšanas griešanas tehnoloģiju, var sasniegt 30–40 mm.

③Sprausla un papildu gaisa plūsma

Saprātīgi projektējiet sprauslu, lai uzlabotu gaisa plūsmas lauka raksturlielumus. Virsskaņas sprauslas iekšējās sienas diametrs vispirms sarūk un pēc tam izplešas, kas var radīt virsskaņas gaisa plūsmu izejā. Gaisa padeves spiediens var būt ļoti augsts, neradot triecienviļņus. Izmantojot virsskaņas sprauslu lāzergriešanai, griešanas kvalitāte ir arī ideāla. Tā kā virsskaņas sprauslas griešanas spiediens uz sagataves virsmu ir relatīvi stabils, tā ir īpaši piemērota biezu tērauda plākšņu lāzergriešanai.