Taglio laserapplicazione
I laser CO2 a flusso assiale veloce vengono utilizzati principalmente per il taglio laser di materiali metallici, principalmente per la loro buona qualità del raggio. Sebbene la riflettività della maggior parte dei metalli rispetto ai raggi laser CO2 sia piuttosto elevata, la riflettività della superficie metallica a temperatura ambiente aumenta con l'aumento della temperatura e del grado di ossidazione. Una volta che la superficie metallica è danneggiata, la riflettività del metallo è prossima a 1. Per il taglio laser dei metalli è necessaria una potenza media più elevata e solo i laser CO2 ad alta potenza presentano questa condizione.
1. Taglio laser di materiali in acciaio
1.1 Taglio laser continuo a CO2 I principali parametri di processo del taglio laser continuo a CO2 comprendono la potenza del laser, il tipo e la pressione del gas ausiliario, la velocità di taglio, la posizione focale, la profondità focale e l'altezza dell'ugello.
(1) Potenza del laser La potenza del laser ha una grande influenza sullo spessore di taglio, sulla velocità di taglio e sulla larghezza dell'incisione. Quando gli altri parametri sono costanti, la velocità di taglio diminuisce con l'aumento dello spessore della piastra di taglio e aumenta con l'aumento della potenza del laser. In altre parole, maggiore è la potenza del laser, più spessa è la lamiera che può essere tagliata, maggiore è la velocità di taglio e leggermente maggiore è la larghezza dell'incisione.
(2) Tipo e pressione del gas ausiliario Quando si taglia l'acciaio a basso tenore di carbonio, la CO2 viene utilizzata come gas ausiliario per sfruttare il calore della reazione di combustione ferro-ossigeno per favorire il processo di taglio. La velocità di taglio è elevata e la qualità dell'incisione è buona, in particolare si può ottenere un'incisione senza scorie appiccicose. Quando si taglia l'acciaio inossidabile, viene utilizzata CO2. Le scorie si attaccano facilmente alla parte inferiore dell'incisione. Viene spesso utilizzato il gas misto CO2 + N2 o il flusso di gas a doppio strato. La pressione del gas ausiliario ha un effetto significativo sull'effetto di taglio. Aumentando opportunamente la pressione del gas è possibile aumentare la velocità di taglio senza scorie appiccicose grazie all'aumento della quantità di moto del flusso di gas e al miglioramento della capacità di rimozione delle scorie. Tuttavia, se la pressione è troppo elevata, la superficie tagliata diventa ruvida. L'effetto della pressione dell'ossigeno sulla ruvidità media della superficie dell'incisione è mostrato nella figura seguente.
La pressione del corpo dipende anche dallo spessore della piastra. Quando si taglia acciaio a basso tenore di carbonio con un laser CO2 da 1 kW, la relazione tra la pressione dell'ossigeno e lo spessore della lamiera è mostrata nella figura seguente.
(3) Velocità di taglio La velocità di taglio ha un impatto significativo sulla qualità del taglio. In determinate condizioni di potenza del laser, esistono valori critici superiori e inferiori corrispondenti per una buona velocità di taglio durante il taglio di acciaio a basso tenore di carbonio. Se la velocità di taglio è superiore o inferiore al valore critico, si verificherà l'adesione delle scorie. Quando la velocità di taglio è lenta, il tempo di azione del calore della reazione di ossidazione sul tagliente aumenta, la larghezza del taglio aumenta e la superficie di taglio diventa ruvida. All'aumentare della velocità di taglio, l'incisione si restringe gradualmente fino a quando la larghezza dell'incisione superiore equivale al diametro dello spot. In questo momento, l'incisione è leggermente a forma di cuneo, larga nella parte superiore e stretta nella parte inferiore. Man mano che la velocità di taglio continua ad aumentare, la larghezza dell'incisione superiore continua a ridursi, ma la parte inferiore dell'incisione diventa relativamente più ampia e assume la forma di un cuneo rovesciato.
(5)Profondità di messa a fuoco
La profondità di campo ha un certo impatto sulla qualità della superficie di taglio e sulla velocità di taglio. Quando si tagliano lastre di acciaio relativamente grandi, è necessario utilizzare una trave con una grande profondità focale; quando si tagliano lastre sottili, è necessario utilizzare un raggio con una profondità focale ridotta.
(6)Altezza dell'ugello
L'altezza dell'ugello si riferisce alla distanza dalla superficie terminale dell'ugello del gas ausiliario alla superficie superiore del pezzo. L'altezza dell'ugello è ampia e la quantità di moto del flusso d'aria ausiliario espulso è facile da fluttuare, il che influisce sulla qualità e sulla velocità di taglio. Pertanto, durante il taglio laser, l'altezza dell'ugello è generalmente ridotta al minimo, solitamente 0,5~2,0 mm.
① Aspetti laser
UN. Aumenta la potenza del laser. Lo sviluppo di laser più potenti è un modo diretto ed efficace per aumentare lo spessore di taglio.
B. Elaborazione degli impulsi. I laser pulsati hanno una potenza di picco molto elevata e possono penetrare piastre di acciaio spesse. L'applicazione della tecnologia di taglio laser a impulsi ad alta frequenza e larghezza di impulso stretta può tagliare lastre di acciaio spesse senza aumentare la potenza del laser e la dimensione dell'incisione è inferiore a quella del taglio laser continuo.
C. Usa nuovi laser
②Sistema ottico
UN. Sistema ottico adattivo. La differenza rispetto al taglio laser tradizionale è che non è necessario posizionare il fuoco sotto la superficie di taglio. Quando la posizione della messa a fuoco fluttua su e giù di alcuni millimetri lungo la direzione dello spessore della piastra in acciaio, la lunghezza focale nel sistema ottico adattivo cambierà con lo spostamento della posizione della messa a fuoco. Le variazioni su e giù della lunghezza focale coincidono con il movimento relativo tra il laser e il pezzo in lavorazione, facendo sì che la posizione del fuoco cambi su e giù lungo la profondità del pezzo. Questo processo di taglio in cui la posizione di messa a fuoco cambia in base alle condizioni esterne può produrre tagli di alta qualità. Lo svantaggio di questo metodo è che la profondità di taglio è limitata, generalmente non superiore a 30 mm.
B. Tecnologia di taglio bifocale. Una lente speciale viene utilizzata per focalizzare il raggio due volte in parti diverse. Come mostrato nella Figura 4.58, D è il diametro della parte centrale della lente ed è il diametro della parte marginale della lente. Il raggio di curvatura al centro della lente è maggiore dell'area circostante, formando un doppio fuoco. Durante il processo di taglio, il fuoco superiore si trova sulla superficie superiore del pezzo, mentre il fuoco inferiore si trova vicino alla superficie inferiore del pezzo. Questa speciale tecnologia di taglio laser a doppio fuoco presenta numerosi vantaggi. Per il taglio dell'acciaio dolce, non solo può mantenere un raggio laser ad alta intensità sulla superficie superiore del metallo per soddisfare le condizioni richieste affinché il materiale si accenda, ma può anche mantenere un raggio laser ad alta intensità vicino alla superficie inferiore del metallo per soddisfare i requisiti di accensione. La necessità di produrre tagli netti su tutta la gamma di spessori del materiale. Questa tecnologia amplia la gamma di parametri per ottenere tagli di alta qualità. Ad esempio, utilizzando un CO2 da 3kW. laser, lo spessore di taglio convenzionale può raggiungere solo 15~20 mm, mentre lo spessore di taglio utilizzando la tecnologia di taglio a doppia messa a fuoco può raggiungere 30~40 mm.
③Ugello e flusso d'aria ausiliario
Progettare ragionevolmente l'ugello per migliorare le caratteristiche del campo del flusso d'aria. Il diametro della parete interna dell'ugello supersonico prima si restringe e poi si espande, generando un flusso d'aria supersonico all'uscita. La pressione di alimentazione dell'aria può essere molto elevata senza generare onde d'urto. Quando si utilizza un ugello supersonico per il taglio laser, anche la qualità di taglio è ideale. Poiché la pressione di taglio dell'ugello supersonico sulla superficie del pezzo è relativamente stabile, è particolarmente adatto per il taglio laser di lamiere di acciaio spesse.
Orario di pubblicazione: 18 luglio 2024
