Аналіз чотирьох факторів, що впливають на якість різання машини лазерного різання

У порівнянні з традиційними оксиацетиленовими, плазмовими та іншими процесами різання, лазерне різання має переваги: ​​швидка швидкість різання, вузька щілина, невелика зона термічного впливу, хороша вертикальність краю щілини, гладка ріжуча кромка та багато видів матеріалів, які можна різати лазером. . Технологія лазерного різання знайшла широке застосування в галузі автомобілів, машин, електроенергії, обладнання та електроприладів.

Кілька ключових технологій машини для лазерного різання – це комплексна технологія інтеграції світла, машин і електроенергії. У верстаті для лазерного різання параметри лазерного променя, продуктивність і точність машини та системи ЧПУ безпосередньо впливають на ефективність і якістьлазерне різання. Точність різання є першим елементом, за яким можна судити про якість машини для лазерного різання з ЧПУ. Отже, які фактори впливають на якість різання верстатів лазерного різання?
Фактори, що впливають на якість різання верстатів лазерного різання, включають швидкість різання, положення фокуса, допоміжний газ, вихідну потужність лазера, характеристики заготовки тощо, які будуть детально проаналізовані нижче.
1. Один із факторів, що впливають на якість різання верстатів лазерного різання: вихідна потужність лазера;
Машина для лазерного різання генерує енергію з лазерного променя, що виходить безперервною хвилею. Розмір потужності лазера та вибір режиму вплинуть на якість різання. У реальній експлуатації він зазвичай налаштовується на більшу потужність, щоб відповідати вимогам різання більш товстих матеріалів. Конструкція променя (розподіл енергії променя по поперечному перерізу) є більш важливою в цій точці. Вища щільність потужності досягається у фокальній точці і краща якість різання за умови меншої потужності. Шаблон не є послідовним протягом усього ефективного терміну експлуатації лазера. Стан оптики, незначні зміни в газовій суміші, що працює лазером, і коливання потоку можуть впливати на механізм режиму.
2. Другий фактор, що впливає на якість різаннялазерне різаннямашина: регулювання положення фокуса;
Відносне розташування фокусної точки та поверхні заготовки особливо важливо для забезпечення якості різу. У більшості випадків фокусна позиція знаходиться на поверхні заготовки або трохи нижче поверхні під час різання. Під час всього процесу різання важливою умовою для отримання стабільної якості різання є забезпечення постійного взаємного розташування фокуса та заготовки. Коли фокус знаходиться в кращому положенні, розріз менший, ефективність вища, а краща швидкість різання дозволяє досягти кращих результатів різання. У більшості застосувань фокус променя налаштовується трохи нижче сопла. Відстань між насадкою і поверхнею заготовки зазвичай становить близько 1,5 мм.
Після фокусування лазерного променя розмір плями пропорційний фокусній відстані лінзи. Після того, як промінь фокусується лінзою з короткою фокусною відстанню, розмір плями невеликий, а щільність потужності у фокусній точці висока, що дуже вигідно для різання матеріалу; недоліком є ​​те, що фокусна глибина дуже мала, а запас коригування невеликий. Підходить для високошвидкісного різання тонких матеріалів. Телеоб’єктив має більш широку фокусну глибину і достатню щільність потужності, що більше підходить для різання товстих заготовок.
3. Третій фактор, що впливає на якість різання машини лазерного різання: швидкість різання;
Швидкість різання матеріалу пропорційна щільності потужності лазера, тобто збільшення щільності потужності збільшує швидкість різання. Швидкість різання обернено пропорційна щільності (питомій вазі) і товщині матеріалу, що ріжеться. Коли інші параметри залишаються незмінними, факторами збільшення швидкості різання є: збільшення потужності (у певному діапазоні, наприклад, 500-2 000 Вт); покращити режим променя (наприклад, з режиму високого порядку в режим низького порядку до TEM00); зменшити розмір сфокусованої плями (наприклад, використання об’єктива з короткою фокусною відстанню для фокусування); різання матеріалів з низькою початковою енергією випаровування (наприклад, пластик, оргскло тощо); різання матеріалів низької щільності (наприклад, білої сосни тощо); різання тонких матеріалів.
4. Четвертий фактор, що впливає на якість різаннялазерне різаннямашина: тиск допоміжного газу;
Розкроювання матеріалів шляхомлазерне різаннямашина вимагає використання допоміжного газу, а тиск газу є надзвичайно важливим фактором. Допоміжний газ викидається коаксіально з лазерним променем, захищаючи лінзу від забруднення та видуваючи шлак у нижній частині зони різання. Для неметалевих матеріалів і деяких металевих матеріалів використовуйте стиснене повітря або інертний газ для обробки розплавлених і випарених матеріалів, придушуючи надмірне горіння в зоні різання.
Для більшості металів лазерним різанням активний газ (якщо це O2) використовується для утворення окисної екзотермічної реакції з гарячим металом. Ця частина додаткового тепла може збільшити швидкість різання на 1/3 до 1/2. При різанні тонких матеріалів на високій швидкості потрібен більш високий тиск газу, щоб запобігти прилипання шлаку до задньої частини різу (гарячий налипаючий шлак на заготовку також може пошкодити кромку зрізу). Коли товщина матеріалу збільшується або швидкість різання повільна, тиск газу слід відповідно зменшити. Щоб пластикова ріжуча кромка не обмерзала, краще різати з меншим тиском газу.