I de senere år, med den stigende efterspørgsel efter pladeskæring, er den traditionelle skæremetode vanskelig at bedre opfylde produktionskravene på grund af dens lave nøjagtighed og store varmepåvirkede areal. Fiberlaserskæring har mange fordele, såsom lille varmepåvirket område , høj præcision, hurtig hastighed, berøringsfri behandling og erstatter gradvist den traditionelle skæreproces.
Princippet for laserskæring af metal er at bruge laserstrålen som en varmekilde til at bestråle metalmaterialets overflade, hvilket får metalmaterialets overfladetemperatur til at stige til smeltepunktet (kogepunktet). Samtidig udstøder dysen skæregas parallelt med laserstrålens strålingsretning for at blæse de smeltede (gasformige) forbindelser væk (når skæregassen er en aktiv gas såsom oxygen, vil skæregassen også reagere med metalmaterialer for at give oxidationsvarme. Gennem styringen af bevægelsesanordningen, skærehovedet bevæger sig i henhold til den forudbestemte linje for at skære forskellige former for emnet.
I processen med laserskæring af metal er effekttætheden af indfaldende laser anderledes, og ændringerne af metalmaterialeoverfladen er også forskellige. Generelt, når lasereffekttætheden på overfladen af metalmateriale når 10 mW/cm2, vil overfladen af metalmateriale hurtigt stige til materialets kogepunkt og kraftigt fordampe til metaldamp.
Når lasereffekttætheden på overfladen af metalmaterialer overstiger 100 mW/cm2, vil metaldampen, der ikke kan aflades i tide, blive genopvarmet af laserenergien til dannelse af en plasmasky.
Det meste af plasmaskyen genereret af laserskæring af metalmaterialer vil blive blæst væk af skæregassen, og den resterende lille del vil danne plasmasky for at påvirke metalskæring:
1) Plasmaskyer forbliver på overfladen af metalmaterialer, hindrer transmissionen af laserenergi og reducerer skærehastigheden.
2) Plasmaskyen, der er fanget under dysen, ændrer ikke kun kapacitansmediet mellem dysen og metalmaterialet, men opvarmer også dysen, påvirker dens kapacitanspræstationsparametre, forstyrrer detektionsresultaterne af den kapacitive højderegulator, reducerer nøjagtigheden af den opfølgende kontrol, og påvirke skæreeffekten.
Tag den 2000 W laser, der er meget udbredt på markedet som et eksempel, hvis den bruges med et 100/125 (kollimatorbrændvidde/fokuserende linsebrændvidde) skærehoved, når kernediameteren af pigtailen er mindre end 40 μ At m , vil den gennemsnitlige effekttæthed af lyspletten ved nulfokus nå størrelsesordenen 100 mW/cm2, især når man skærer tynde metalplader, er det lettere at generere plasmaskyer.
I de senere år er fordelene ved single-mode lasere blevet anerkendt af markedet. Med den kontinuerlige optimering af optiske skemaer, er single-mode lasers effekt af enheden også gradvist stigende. Den højere strålekvalitet (svarende generelt til pigtailens mindre kernediameter) og den højere udgangseffekt gør lysplettens gennemsnitlige effekttæthed ved nul-brændpunktet højere og højere, og det er lettere at generere plasmaskyer, når der skæres tyndt. metalplader.
For at løse dette problem kan følgende skæreprocesser effektivt reducere virkningen af plasmasky:
1. Pulsskæring er vedtaget. Ved at vedtage pulsskæringstilstand kan på den ene side sikre laserens maksimale effekt og på den anden side forkorte laserbestrålingstiden på metalmaterialer, hvilket reducerer genereringen af plasmasky.
2. Reducer laserskærekraften korrekt. Uden at ændre andre forhold kan en reduktion af skærekraften reducere den gennemsnitlige effekttæthed ved fokus og reducere genereringen af plasmaskyer. Ved skæring af 1 mm rustfrit stål med single-mode 2000W laser ved fuld effekt og nul fokus, er skærehastigheden ikke ideel på grund af plasmaskyens indflydelse. Når skæreeffekten reduceres til 1800W, øges skærehastigheden med 50 procent.
3. Udvid og skær slidsen korrekt. Udvidelse af skærespalten giver ikke kun en bredere kanal for plasmaskyen til at sprede sig nedad, reducerer plasmaskyens indvirkning på skæringen, men hjælper også med at accelerere udledningen af slagger i spalten og forbedre skæreeffekten.
4. Reducer klippehøjden passende. Skærehøjden bestemmer ikke kun direkte plasmaskyens tykkelse mellem dysen og metalmaterialeoverfladen (jo kortere afstand, jo tyndere er plasmaskyen), men jo tættere skæredysen er, jo højere er skæregastrykket, der udsendes fra dysecenter vil være. Jo højere skæretrykket vil hjælpe med at accelerere spredningen af plasmaskyen under dysen og reducere plasmaskyens afskærmning til den indfaldende laser. Så ud fra en forudsætning om at sikre sikkerheden ved skærehovedet, jo tættere opfølgningsafstanden er, jo bedre.
5. Brug en passende skæredyse. Den passende dyse kan accelerere spredningen af metalplasmasky ved hurtigere gasstrøm uden at øge dysediameteren.
6. Tilføj sideblæseanordning og dysekøleanordning på skærehovedet. Sideblæseren bruges til at blæse en del af plasmaskyen væk og reducere koncentrationen af plasmaskyen under dysen. Dysekøleanordningen kan reducere plasmaskyens termiske påvirkning på dysen og undgå at påvirke dysekapacitetens ydeevneparametre.
7. Kapacitiv højdejustering med høj prøvetagningshastighed er vedtaget. Kapacitiv højdejustering med høj samplingshastighed kan ikke kun sikre opfølgningsnøjagtigheden, men også bestemme ændringen af plasmaskyen under dysen ved at overvåge ændringen af kapacitansværdien. Værktøjsmaskinen kan tage foranstaltninger såsom deceleration, pause, pulsskæring osv. for at reducere plasmaskyens indvirkning på skæringen ved at overvåge ændringen af plasmaskyen.
Om HGTECH: HGTECH er pioneren og lederen af laserindustriel anvendelse i Kina og den autoritative leverandør af globale laserbehandlingsløsninger. Vi har omfattende arrangeret laser intelligente maskiner, måle- og automatiseringsproduktionslinjer og smart fabrikskonstruktion for at levere overordnede løsninger til intelligent fremstilling.
