Лазерлік кесуқолданба
Жылдам осьтік ағынды CO2 лазерлері негізінен металл материалдарды лазерлік кесу үшін қолданылады, негізінен олардың сәулелік сапасы жақсы болғандықтан. Көптеген металдардың CO2 лазерлік сәулелеріне шағылыстыруы өте жоғары болғанымен, бөлме температурасында металл бетінің шағылыстыруы температура мен тотығу дәрежесінің жоғарылауымен артады. Металл беті зақымдалғаннан кейін металдың шағылыстыруы 1-ге жақын болады. Металл лазерлік кесу үшін жоғары орташа қуат қажет, және бұл жағдай тек жоғары қуатты CO2 лазерлерінде ғана болады.
1. Болат материалдарды лазермен кесу
1.1 CO2 үздіксіз лазерлік кесу CO2 үздіксіз лазерлік кесудің негізгі технологиялық параметрлеріне лазер қуаты, қосалқы газдың түрі мен қысымы, кесу жылдамдығы, фокустық орналасуы, фокустық тереңдігі және саптама биіктігі жатады.
(1) Лазер қуаты Лазер қуаты кесу қалыңдығына, кесу жылдамдығына және кесу еніне үлкен әсер етеді. Басқа параметрлер тұрақты болған кезде, кесу жылдамдығы кесу пластинасының қалыңдығының артуымен төмендейді және лазер қуатының артуымен артады. Басқаша айтқанда, лазер қуаты неғұрлым жоғары болса, кесуге болатын пластина соғұрлым қалың, кесу жылдамдығы соғұрлым жоғары және кесу ені сәл үлкен болады.
(2) Көмекші газдың түрі және қысымы Төмен көміртекті болатты кесу кезінде, кесу процесін жеделдету үшін темір-оттегі жану реакциясының жылуын пайдалану үшін CO2 көмекші газ ретінде қолданылады. Кесу жылдамдығы жоғары және кесу сапасы жақсы, әсіресе жабысқақ қожсыз кесуді алуға болады. Тот баспайтын болатты кесу кезінде CO2 қолданылады. Қожды кесудің төменгі бөлігіне жабыстыру оңай. CO2 + N2 аралас газ немесе қос қабатты газ ағыны жиі қолданылады. Көмекші газдың қысымы кесу әсеріне айтарлықтай әсер етеді. Газ қысымын тиісті түрде арттыру газ ағынының импульсінің артуына және қожды кетіру қабілетінің жақсаруына байланысты жабысқақ қожсыз кесу жылдамдығын арттыруы мүмкін. Дегенмен, қысым тым жоғары болса, кесілген бет кедір-бұдыр болады. Оттегі қысымының кесу бетінің орташа кедір-бұдырлығына әсері төмендегі суретте көрсетілген.
Дене қысымы пластинаның қалыңдығына да байланысты. 1 кВт CO2 лазерімен төмен көміртекті болатты кескен кезде, оттегі қысымы мен пластинаның қалыңдығы арасындағы байланыс төмендегі суретте көрсетілген.
(3) Кесу жылдамдығы Кесу жылдамдығы кесу сапасына айтарлықтай әсер етеді. Лазер қуатының белгілі бір жағдайларында төмен көміртекті болатты кескен кезде жақсы кесу жылдамдығы үшін сәйкес жоғарғы және төменгі критикалық мәндер болады. Егер кесу жылдамдығы критикалық мәннен жоғары немесе төмен болса, қождың жабысуы пайда болады. Кесу жылдамдығы баяу болған кезде, тотығу реакциясы жылуының кесу жиегіне әсер ету уақыты ұзарады, кесудің ені артады және кесу беті кедір-бұдыр болады. Кесу жылдамдығы артқан сайын, жоғарғы кесудің ені дақ диаметріне тең болғанша кесу біртіндеп тарылады. Бұл кезде кесу аздап сына тәрізді, жоғарғы жағы кең, төменгі жағы тар болады. Кесу жылдамдығы артқан сайын жоғарғы кесудің ені кішірейе береді, бірақ кесудің төменгі бөлігі салыстырмалы түрде кеңейіп, төңкерілген сына пішініне айналады.
(5) Фокус тереңдігі
Фокус тереңдігі кесу бетінің сапасына және кесу жылдамдығына белгілі бір әсер етеді. Салыстырмалы түрде үлкен болат пластиналарды кескен кезде үлкен фокустық тереңдігі бар арқалықты пайдалану керек; жұқа пластиналарды кескен кезде аз фокустық тереңдігі бар арқалықты пайдалану керек.
(6) Саптама биіктігі
Саптама биіктігі көмекші газ саптамасының соңғы бетінен дайындаманың жоғарғы бетіне дейінгі қашықтықты білдіреді. Саптаманың биіктігі үлкен, ал шығарылған көмекші ауа ағынының импульсі оңай өзгереді, бұл кесу сапасы мен жылдамдығына әсер етеді. Сондықтан, лазерлік кесу кезінде саптаманың биіктігі әдетте минималды болады, әдетте 0,5 ~ 2,0 мм.
① Лазерлік аспектілер
a. Лазер қуатын арттыру. Қуаттырақ лазерлерді әзірлеу кесу қалыңдығын арттырудың тікелей және тиімді тәсілі болып табылады.
b. Импульстік өңдеу. Импульстік лазерлер өте жоғары шыңдық қуатқа ие және қалың болат пластиналарды тесіп өте алады. Жоғары жиілікті, тар импульстік ені бар импульстік лазерлік кесу технологиясын қолдану лазер қуатын арттырмай қалың болат пластиналарды кесуге мүмкіндік береді, ал кесу өлшемі үздіксіз лазерлік кесуге қарағанда кішірек.
c. Жаңа лазерлерді қолданыңыз
②Оптикалық жүйе
a. Бейімделгіш оптикалық жүйе. Дәстүрлі лазерлік кесуден айырмашылығы - фокусты кесу бетінің астына орналастырудың қажеті жоқ. Фокустау орны болат пластинаның қалыңдығы бағыты бойынша бірнеше миллиметрге жоғары және төмен ауытқыған кезде, бейімделгіш оптикалық жүйедегі фокустық қашықтық фокустау орнының ығысуымен өзгереді. Фокустық қашықтықтың жоғары және төмен өзгеруі лазер мен дайындама арасындағы салыстырмалы қозғалыспен сәйкес келеді, бұл фокустау орнының дайындама тереңдігі бойынша жоғары және төмен өзгеруіне әкеледі. Фокустау орны сыртқы жағдайларға байланысты өзгеретін бұл кесу процесі жоғары сапалы кесулерді бере алады. Бұл әдістің кемшілігі - кесу тереңдігі шектеулі, әдетте 30 мм-ден аспайды.
b. Бифокальды кесу технологиясы. Арнайы линза сәулені әртүрлі бөліктерге екі рет фокустау үшін қолданылады. 4.58-суретте көрсетілгендей, D - линзаның орталық бөлігінің диаметрі және линзаның шеткі бөлігінің диаметрі. Линзаның ортасындағы қисықтық радиусы айналасындағы аумақтан үлкенірек, қос фокус түзеді. Кесу процесінде жоғарғы фокус дайындаманың жоғарғы бетінде, ал төменгі фокус дайындаманың төменгі бетіне жақын орналасқан. Бұл арнайы қос фокусты лазерлік кесу технологиясының көптеген артықшылықтары бар. Жұмсақ болатты кесу үшін ол материалдың тұтануы үшін қажетті жағдайларды қанағаттандыру үшін металлдың жоғарғы бетінде жоғары қарқынды лазер сәулесін ұстап қана қоймай, сонымен қатар тұтану талаптарын қанағаттандыру үшін металлдың төменгі бетіне жақын жоғары қарқынды лазер сәулесін ұстап тұра алады. Материалдың қалыңдығының барлық диапазонында таза кесулер жасау қажеттілігі. Бұл технология жоғары сапалы кесулерді алу үшін параметрлер диапазонын кеңейтеді. Мысалы, 3 кВт CO2 пайдалану. Лазермен кесу кезінде дәстүрлі кесу қалыңдығы тек 15-20 мм-ге жетуі мүмкін, ал қос фокусты кесу технологиясын қолданатын кесу қалыңдығы 30-40 мм-ге жетуі мүмкін.
③Саптама және көмекші ауа ағыны
Ауа ағыны өрісінің сипаттамаларын жақсарту үшін саптаманы ақылға қонымды түрде жобалаңыз. Дыбыс жылдамдығынан жоғары саптаманың ішкі қабырғасының диаметрі алдымен кішірейіп, содан кейін кеңейеді, бұл шығыста дыбыс жылдамдығынан жоғары ауа ағынын тудыруы мүмкін. Ауа беру қысымы соққы толқындарын тудырмай өте жоғары болуы мүмкін. Лазерлік кесу үшін дыбыс жылдамдығынан жоғары саптаманы пайдаланған кезде кесу сапасы да өте қолайлы. Дыбыс жылдамдығынан жоғары саптаманың дайындама бетіндегі кесу қысымы салыстырмалы түрде тұрақты болғандықтан, ол әсіресе қалың болат пластиналарды лазерлік кесуге өте қолайлы.
Жарияланған уақыты: 2024 жылғы 18 шілде
