Машината за лазерно рязане е технологична революция в обработката на ламарина и едно от често срещаните средства за обработка на ламарина в момента. Машината за лазерно рязане има висока степен на гъвкавост, бърза скорост на рязане, висока производствена ефективност и кратък производствен цикъл, който спечели широк пазар за клиентите. Понастоящем по-голямата част от обработката в областта на средни и тънки плочи на пазара използва лазерен нож, който е широко уважаван заради високата си ефективност и прецизност. Дори полето с дебели плочи замени някои от пазарите на плазма и пламък. Въпреки това, ако отстраняването на грешки е неправилно, ефектът на рязане на машината за лазерно рязане също ще бъде засегнат. По-конкретно, има шест фактора, които са от решаващо значение за ефекта на рязане.
1. Влияние на скоростта на рязане върху ефекта на рязане
За дадена плътност на мощността на лазера и материал, скоростта на рязане отговаря на емпирична формула. Докато е над прага на преминаване, скоростта на рязане на материала е пропорционална на плътността на лазерната мощност, тоест увеличаването на плътността на мощността може да подобри скоростта на рязане. Посочената тук плътност на мощността не е свързана само с изходната мощност на лазера, но и с режима на качеството на лъча. В допълнение, характеристиките на системата за фокусиране на лъча, тоест размерът на фокусираното петно, също имат голямо влияние върху лазерното рязане. Скоростта на рязане е обратно пропорционална на плътността (специфичното тегло) и дебелината на материала, който ще се реже.
Когато другите параметри останат непроменени, факторите за увеличаване на скоростта на рязане са: увеличаване на мощността (в определен диапазон, като 500~2000W); Подобрете режима на лъч; Намалете размера на фокусното петно (например фокусирайте с късофокусен обектив); Рязане на материали с ниска начална енергия на изпарение (като пластмаса, плексиглас и др.); Рязане на материали с ниска плътност (като бял бор); Изрежете тънък материал.
Особено за метални материали, когато други променливи на процеса се поддържат постоянни, скоростта на лазерно рязане може да има относителен диапазон на регулиране и все още да поддържа задоволително качество на рязане. Този диапазон на регулиране е малко по-широк от този на дебелите парчета при рязане на тънки метали. Понякога скоростта на рязане е твърде ниска, което ще доведе до повърхността на аблация на изхвърления горещо стопен материал, правейки повърхността на рязане много грапава.
2. Влияние на регулирането на позицията на фокуса върху качеството на рязане
Тъй като плътността на мощността на лазера има голямо влияние върху скоростта на рязане, изборът на фокусно разстояние на лещата е важен въпрос. След като лазерният лъч е фокусиран, размерът на петното е пропорционален на фокусното разстояние на лещата. След като лъчът се фокусира от лещата с късо фокусно разстояние, размерът на петното е много малък и плътността на мощността във фокусната точка е много висока, което е благоприятно за рязане на материал; Недостатъците му обаче са, че дълбочината на фокуса е много малка и границата на настройка е малка, което обикновено е подходящо за високоскоростно рязане на тънки материали. Тъй като обективът с дълго фокусно разстояние има широка фокусна дълбочина, той е по-подходящ за рязане на дебели детайли, стига да има достатъчна плътност на мощността.
След като определите кой обектив с фокусно разстояние да използвате, относителната позиция на фокуса и повърхността на обработвания детайл е особено важна за осигуряване на качеството на рязане. Тъй като плътността на мощността във фокуса е най-висока, в повечето случаи позицията на фокуса е точно върху повърхността на детайла или малко под повърхността при рязане. В целия процес на рязане е важно условие да се гарантира, че относителната позиция между фокуса и детайла е постоянна, за да се получи стабилно качество на рязане. Понякога обективът се нагрява поради лошо охлаждане по време на работа, което води до промяна на фокусното разстояние, което изисква навременна настройка на позицията на фокуса.
Когато фокусът е в най-добра позиция, ръбът е най-малък и ефективността е най-висока. Най-добрата скорост на рязане може да доведе до най-добър резултат при рязане. В повечето приложения фокусът на лъча се регулира точно под дюзата. Разстоянието между дюзата и повърхността на детайла обикновено е около 1,5 mm.
3. Влияние на налягането на спомагателния газ върху ефекта на рязане
Като цяло, за рязане на материал е необходим спомагателен газ и проблемът включва главно вида и налягането на спомагателния газ. Обикновено спомагателният газ и лазерният лъч се изхвърлят коаксиално, за да предпазят лещата от замърсяване и да издухат шлаката в долната част на зоната за рязане. За неметални материали и някои метални материали използвайте сгъстен въздух или инертен газ, за да отстраните разтопените и изпарени материали, като същевременно възпрепятствате прекомерното горене в зоната на рязане.
За повечето лазерно рязане на метали активният газ (стига да е O2) се използва за образуване на окислителна екзотермична реакция с горещ метал. Тази допълнителна топлина може да увеличи скоростта на рязане с 1/3~1/2.
От гледна точка на осигуряването на спомагателния газ, налягането на газа е много важен фактор. При рязане на тънки материали с висока скорост е необходимо високо налягане на газа, за да се предотврати залепването на шлаката върху задната част на среза (горещата шлака ще повреди ръба на рязане, когато удари детайла). Когато дебелината на материала се увеличи или скоростта на рязане е бавна, налягането на газа трябва да се намали по подходящ начин. За да предотвратите замръзване на пластмасовия режещ ръб, по-добре е да режете при по-ниско налягане на газа.
Практиката на лазерното рязане показва, че когато спомагателният газ е O2, неговата чистота има значително влияние върху качеството на рязане. Намаляването с 2 процента на чистотата на O2 ще намали скоростта на рязане с 50 процента и ще доведе до значително влошаване на качеството на разреза.
4. Отражателна способност на повърхността на материала
За 10,6 mm далечен инфрачервен лъч, излъчван от CO2 лазерна машина за рязане, неметалните материали могат да го абсорбират добре, тоест имат висока абсорбция; Металните материали имат слаба абсорбция на 10,6 mm лъч, особено злато, сребро, мед и алуминий с висока отразяваща способност. Като цяло CO2 лазерният лъч, особено непрекъснатият вълнов лъч, не е подходящ за рязане на такива материали. За алуминиеви и медни метали обикновено са необходими повече от 3 kW, за да се образува достатъчна начална мощност, за да се получат първоначалните отвори, необходими за ефекта на проникване. Материалите от черни стомани, никел, титан и др. имат определена степен на абсорбция за 10,6 mm CO2 лъч, особено когато повърхността на материала се нагрее до определена температура или оксиден филм, нейната степен на абсорбция ще бъде значително подобрена, така че да се получи по-добро рязане ефект. За непрозрачните материали коефициентът на поглъщане=(1 - отразяваща способност) е свързан със състоянието на повърхността, температурата и дължината на вълната на материала.
Абсорбцията на материала към лъча играе важна роля в началния етап на нагряване, но след като се образуват дупките в детайла, ефектът на черното тяло на дупките прави абсорбцията на материала към лъча близо до 100 процента.
Състоянието на повърхността на материалите пряко влияе върху абсорбцията на светлинни лъчи, особено грапавостта на повърхността и повърхностния оксиден слой ще причинят очевидни промени в повърхностната абсорбция. В практиката на лазерно рязане понякога ефектът от състоянието на повърхността на материала върху абсорбцията на лъча може да се използва за подобряване на ефективността на рязане на материалите.
5. Влияние на режеща горелка и дюза
Дизайнът и производството на режещата горелка имат важно влияние върху постигането на добро качество на рязане, особено на дюзата. Ако дюзата не е правилно избрана или поддържана, лесно е да се причини замърсяване или повреда, или закръглеността на отвора на дюзата не е добра, или пръските горещ метал причиняват локално запушване, което ще образува вихрови токове в дюзата, което води до значителни влошаване на ефективността на рязане. Понякога отворът на дюзата е различен от оста на фокусирания лъч, образувайки лъч за отрязване на ръба на дюзата, което също ще повлияе на качеството на подрязване, ще увеличи ширината на прореза и ще направи размера на рязане неправилно подравнен. За дюзата трябва да се обърне специално внимание на два проблема, а именно диаметъра на дюзата и разстоянието между дюзата и повърхността на детайла.
6. Влияние на външна оптична система
Оригиналният лъч, излъчван от лазера, се предава през външната оптична система (включително отражение и предаване) и прецизно свети върху повърхността на детайла с изключително висока плътност на мощността.
Оптичните елементи на системата за външен оптичен път трябва да се проверяват редовно и да се регулират навреме, за да се гарантира, че когато режещата горелка работи над детайла, лъчът се предава правилно към центъра на лещата и се фокусира в малка светлинна точка за рязане детайла с високо качество. След като позицията на който и да е оптичен елемент се промени или бъде замърсена, качеството на рязане ще бъде засегнато или дори рязането не може да бъде извършено.
Лещата на външния оптичен път е замърсена от примеси във въздушния поток, напръскани частици в областта на рязане са залепени или лещата не е достатъчно охладена, което ще прегрее лещата и ще повлияе на предаването на енергия на лъча. Това ще доведе до отклонение на колимацията на оптичния път и ще доведе до сериозни последствия. Прегряването на обектива също ще причини изкривяване на фокуса и дори ще застраши самия обектив.
Горните са шестте фактора, които влияят върху ефекта на рязане на машината за лазерно рязане. В действителния процес на работа трябва да се обърне внимание.
Относно HGTECH: HGTECH е пионер и лидер в лазерното индустриално приложение в Китай и авторитетен доставчик на глобални решения за лазерна обработка. Имаме цялостно подредено лазерно интелигентно оборудване, производствени линии за измерване и автоматизация и интелигентна фабрична конструкция, за да предоставим цялостни решения за интелигентно производство.
