Различни методи за рязане на машина за лазерно рязане

Лазерното рязане е безконтактен метод на обработка с висока енергия и добра управляемост на плътността. Лазерното петно ​​с висока енергийна плътност се образува след фокусиране на лазерния лъч, който има много характеристики, когато се използва при рязане. Има четири различни начина за лазерно рязане, за да се справите с различни ситуации.

1. Разтопяване 

При лазерно топене разтопеният материал се изхвърля чрез въздушен поток, след като детайлът се стопи локално. Тъй като прехвърлянето на материал става само в течно състояние, този процес се нарича лазерно топене.
Лазерният лъч с инертен режещ газ с висока чистота кара разтопения материал да напусне процепа, докато самият газ не участва в рязането. Рязането с топене с лазер може да получи по -висока скорост на рязане от рязането с газификация. Енергията, необходима за газификация, обикновено е по -висока от енергията, необходима за стопяване на материала. При лазерно топене лазерният лъч се абсорбира само частично. Максималната скорост на рязане се увеличава с увеличаването на мощността на лазера и намалява почти обратно с увеличаването на дебелината на плочата и температурата на топене на материала. В случай на определена мощност на лазера, ограничаващият фактор е налягането на въздуха в процепа и топлопроводимостта на материала. За железни и титанови материали лазерното рязане на стопилка може да получи не окислителни прорези. За стоманени материали плътността на лазерната мощност е между 104w / cm2 и 105W / cm2.

2. Изрязване на изпаряване

В процеса на рязане с лазерна газификация скоростта на покачване на температурата на повърхността на материала до температурата на кипене е толкова бърза, че може да се избегне топенето, причинено от топлопроводимостта, така че някои материали се изпаряват в пара и изчезват, а някои материали се издухват от дъното на режещия шев чрез спомагателен газов поток като изхвърляне. В този случай се изисква много висока мощност на лазера.

За да се предотврати кондензирането на парите на материала по стената на прореза, дебелината на материала не трябва да бъде много по -голяма от диаметъра на лазерния лъч. Следователно този процес е подходящ само за приложения, където елиминирането на разтопените материали трябва да се избягва. Всъщност процесът се използва само в много малка област на използване на сплави на желязна основа.

Процесът не може да се използва за материали като дърво и някои керамични изделия, които не са в разтопено състояние и е малко вероятно да позволят парите на материала да се рекомбинират. В допълнение, тези материали обикновено трябва да постигнат по -дебел разрез. При лазерно газифициране, оптималното фокусиране на лъча зависи от дебелината на материала и качеството на лъча. Лазерната мощност и топлината на изпаряване имат само определен ефект върху оптималното фокусно положение. Максималната скорост на рязане е обратно пропорционална на температурата на газификация на материала, когато дебелината на плочата е фиксирана. Необходимата плътност на мощността на лазера е по -голяма от 108W / cm2 и зависи от материала, дълбочината на рязане и позицията на фокуса на лъча. В случай на определена дебелина на плочата, ако приемем, че има достатъчно мощност на лазера, максималната скорост на рязане е ограничена от скоростта на газовата струя.

3. Контролирано счупване

За крехки материали, които лесно се повреждат от топлина, високоскоростното и контролируемо рязане чрез нагряване с лазерен лъч се нарича контролирано рязане на счупване. Основното съдържание на този процес на рязане е: лазерният лъч загрява малка площ от чуплив материал, което причинява голям термичен градиент и сериозна механична деформация в тази област, което води до образуване на пукнатини в материала. Докато се поддържа равномерен градиент на нагряване, лазерният лъч може да насочва генерирането на пукнатини във всяка желана посока.

4. Окислено топене (рязане с лазерно пламъче)

По принцип инертният газ се използва за топене и рязане. Ако вместо това се използва кислород или друг активен газ, материалът ще се запали под облъчването на лазерен лъч и ще се генерира друг източник на топлина поради интензивната химическа реакция с кислород за по -нататъшно нагряване на материала, което се нарича окислително топене и рязане .

Поради този ефект скоростта на рязане на конструкционна стомана със същата дебелина може да бъде по -висока от тази на топене на рязане. От друга страна, качеството на разреза може да е по -лошо от това на разрязването на стопилката. Всъщност това ще доведе до по -широки прорези, очевидна грапавост, повишена топлинна зона и по -лошо качество на ръба. Лазерното рязане с пламък не е добро при обработката на прецизни модели и остри ъгли (съществува опасност от изгаряне на острите ъгли). Лазерите с импулсен режим могат да се използват за ограничаване на топлинните ефекти, а мощността на лазера определя скоростта на рязане. В случай на определена мощност на лазера, ограничаващият фактор е подаването на кислород и топлопроводимостта на материала.


Час на публикуване: 21 декември 2020 г.