Lazer bilan kesishariza
Tez eksenel oqimli CO2 lazerlari asosan metall materiallarni lazer bilan kesish uchun ishlatiladi, asosan ularning yaxshi nurlanish sifati tufayli. Ko'pgina metallarning CO2 lazer nurlariga qaytaruvchiligi ancha yuqori bo'lsa-da, xona haroratida metall yuzasining qaytaruvchiligi harorat va oksidlanish darajasi oshishi bilan ortadi. Metall yuzasi shikastlangandan so'ng, metallning qaytaruvchiligi 1 ga yaqin bo'ladi. Metall lazer bilan kesish uchun yuqori o'rtacha quvvat talab qilinadi va faqat yuqori quvvatli CO2 lazerlari bu holatga ega.
1. Po'lat materiallarni lazer bilan kesish
1.1 CO2 uzluksiz lazer bilan kesish CO2 uzluksiz lazer bilan kesishning asosiy jarayon parametrlari lazer quvvati, yordamchi gaz turi va bosimi, kesish tezligi, fokus holati, fokus chuqurligi va nozul balandligini o'z ichiga oladi.
(1) Lazer kuchi Lazer kuchi kesish qalinligi, kesish tezligi va kesma kengligiga katta ta'sir ko'rsatadi. Boshqa parametrlar doimiy bo'lganda, kesish tezligi kesish plastinkasining qalinligi oshishi bilan kamayadi va lazer kuchining oshishi bilan ortadi. Boshqacha qilib aytganda, lazer kuchi qanchalik katta bo'lsa, kesish mumkin bo'lgan plastinka shunchalik qalinroq, kesish tezligi shunchalik tez va kesma kengligi biroz kattaroq bo'ladi.
(2) Yordamchi gazning turi va bosimi Kam uglerodli po'latni kesishda, kesish jarayonini rag'batlantirish uchun temir-kislorod yonish reaksiyasining issiqligidan foydalanish uchun CO2 yordamchi gaz sifatida ishlatiladi. Kesish tezligi yuqori va kesish sifati yaxshi, ayniqsa yopishqoq shlaksiz kesish mumkin. Zanglamaydigan po'latni kesishda CO2 ishlatiladi. Shlakni kesishning pastki qismiga yopishish oson. Ko'pincha CO2 + N2 aralash gaz yoki ikki qavatli gaz oqimi ishlatiladi. Yordamchi gazning bosimi kesish effektiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Gaz bosimini mos ravishda oshirish gaz oqimi momentumining oshishi va shlakni olib tashlash qobiliyatining yaxshilanishi tufayli yopishqoq shlaksiz kesish tezligini oshirishi mumkin. Biroq, agar bosim juda yuqori bo'lsa, kesilgan sirt qo'pol bo'lib qoladi. Kislorod bosimining kesish yuzasining o'rtacha qo'polligiga ta'siri quyidagi rasmda ko'rsatilgan.
Korpus bosimi plastinka qalinligiga ham bog'liq. 1 kVt CO2 lazer bilan kam uglerodli po'latni kesishda kislorod bosimi va plastinka qalinligi o'rtasidagi bog'liqlik quyidagi rasmda ko'rsatilgan.
(3) Kesish tezligi Kesish tezligi kesish sifatiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Lazer kuchining ma'lum sharoitlarida, past uglerodli po'latni kesishda yaxshi kesish tezligi uchun mos keladigan yuqori va pastki kritik qiymatlar mavjud. Agar kesish tezligi kritik qiymatdan yuqori yoki past bo'lsa, shlak yopishishi yuzaga keladi. Kesish tezligi sekin bo'lganda, oksidlanish reaksiyasi issiqligining kesish chetiga ta'sir qilish vaqti uzayadi, kesish kengligi oshadi va kesish yuzasi qo'pol bo'lib qoladi. Kesish tezligi oshgani sayin, kesma asta-sekin yuqori kesmaning kengligi nuqta diametriga teng bo'lguncha torayadi. Bu vaqtda kesma biroz xanjar shaklida, yuqori qismida keng va pastki qismida tor bo'ladi. Kesish tezligi oshib borishi bilan, yuqori kesmaning kengligi kichrayib boraveradi, lekin kesmaning pastki qismi nisbatan kengroq bo'lib, teskari xanjar shakliga aylanadi.
(5) Fokus chuqurligi
Fokus chuqurligi kesish yuzasining sifatiga va kesish tezligiga ma'lum darajada ta'sir qiladi. Nisbatan katta po'lat plitalarni kesishda katta fokus chuqurligiga ega nurdan foydalanish kerak; yupqa plitalarni kesishda kichik fokus chuqurligiga ega nurdan foydalanish kerak.
(6) Nozul balandligi
Nozul balandligi yordamchi gaz nozulining oxirgi yuzasidan ish qismining yuqori yuzasigacha bo'lgan masofani anglatadi. Nozulning balandligi katta va chiqarilgan yordamchi havo oqimining momentumi osongina o'zgarib turadi, bu esa kesish sifati va tezligiga ta'sir qiladi. Shuning uchun, lazer bilan kesishda nozulning balandligi odatda minimallashtiriladi, odatda 0,5 ~ 2,0 mm.
① Lazer jihatlari
a. Lazer quvvatini oshiring. Kuchliroq lazerlarni ishlab chiqish kesish qalinligini oshirishning to'g'ridan-to'g'ri va samarali usuli hisoblanadi.
b. Impulsli ishlov berish. Impulsli lazerlar juda yuqori cho'qqi kuchiga ega va qalin po'lat plitalarga kirib borishi mumkin. Yuqori chastotali, tor impuls kengligidagi impulsli lazerli kesish texnologiyasini qo'llash lazer kuchini oshirmasdan qalin po'lat plitalarni kesishi mumkin va kesma hajmi uzluksiz lazerli kesishdan kichikroq.
c. Yangi lazerlardan foydalaning
②Optik tizim
a. Adaptiv optik tizim. An'anaviy lazer bilan kesishdan farqi shundaki, u fokusni kesish yuzasi ostiga qo'yish shart emas. Fokus holati po'lat plastinkaning qalinligi yo'nalishi bo'yicha bir necha millimetr yuqoriga va pastga o'zgarib turganda, adaptiv optik tizimdagi fokus uzunligi fokus holatining siljishi bilan o'zgaradi. Fokus uzunligining yuqoriga va pastga o'zgarishi lazer va ish qismi o'rtasidagi nisbiy harakatga mos keladi, bu esa fokus holatining ish qismining chuqurligi bo'ylab yuqoriga va pastga o'zgarishiga olib keladi. Fokus holati tashqi sharoitlar bilan o'zgarib turadigan bu kesish jarayoni yuqori sifatli kesishlarni amalga oshirishi mumkin. Ushbu usulning kamchiligi shundaki, kesish chuqurligi cheklangan, odatda 30 mm dan oshmaydi.
b. Bifokal kesish texnologiyasi. Nurni turli qismlarga ikki marta fokuslash uchun maxsus linza ishlatiladi. 4.58-rasmda ko'rsatilganidek, D linzaning markaziy qismining diametri va linzaning chekka qismining diametridir. Linzaning markazidagi egrilik radiusi atrofdagi maydondan kattaroq bo'lib, qo'shaloq fokus hosil qiladi. Kesish jarayonida yuqori fokus ish qismining yuqori yuzasida, pastki fokus esa ish qismining pastki yuzasiga yaqin joylashgan. Ushbu maxsus ikki fokusli lazerli kesish texnologiyasi ko'plab afzalliklarga ega. Yumshoq po'latni kesish uchun u nafaqat materialning yonishi uchun zarur bo'lgan shartlarni qondirish uchun metallning yuqori yuzasida yuqori intensivlikdagi lazer nurini saqlab turishi, balki yonish talablarini qondirish uchun metallning pastki yuzasiga yaqin yuqori intensivlikdagi lazer nurini ham saqlab turishi mumkin. Material qalinligining butun diapazonida toza kesmalar ishlab chiqarish zarurati. Ushbu texnologiya yuqori sifatli kesmalar olish uchun parametrlar diapazonini kengaytiradi. Masalan, 3 kVt CO2 dan foydalanish. lazer bilan an'anaviy kesish qalinligi atigi 15 ~ 20 mm ga yetishi mumkin, ikki fokusli kesish texnologiyasidan foydalangan holda kesish qalinligi esa 30 ~ 40 mm ga yetishi mumkin.
③Nozul va yordamchi havo oqimi
Havo oqimi maydonining xususiyatlarini yaxshilash uchun nozulni oqilona loyihalash. Ovozdan yuqori tezlikdagi nozulning ichki devorining diametri avval qisqaradi va keyin kengayadi, bu esa chiqish joyida ovozdan yuqori havo oqimini hosil qilishi mumkin. Havo ta'minoti bosimi zarba to'lqinlarini yaratmasdan juda yuqori bo'lishi mumkin. Lazerli kesish uchun ovozdan yuqori tezlikdagi nozuldan foydalanganda kesish sifati ham idealdir. Ish qismi yuzasida ovozdan yuqori tezlikdagi nozulning kesish bosimi nisbatan barqaror bo'lgani uchun, u ayniqsa qalin po'lat plitalarni lazer bilan kesish uchun juda mos keladi.
Nashr vaqti: 2024-yil 18-iyul
