Ulike skjæremetoder for laserskjæremaskin

Laserskjæring er en berøringsfri behandlingsmetode med høy energi og god tetthetskontroll. Laserpunktet med høy energitetthet dannes etter fokusering av laserstrålen, som har mange egenskaper ved bruk ved kutting. Det er fire forskjellige måter å laserskjære for å håndtere forskjellige situasjoner.

1. smelte skjæring 

Ved lasersmelteskjæring kastes det smeltede materialet ut ved hjelp av luftstrøm etter at arbeidsstykket er smeltet lokalt. Fordi overføring av materiale bare skjer i flytende tilstand, kalles denne prosessen lasersmelteskjæring.
Laserstrålen med inert skjæregass med høy renhet får det smeltede materialet til å forlate spalten, mens selve gassen ikke er involvert i kutting. Lasersmelteskjæring kan få høyere skjærehastighet enn forgassingsskjæring. Energien som kreves for forgassing er vanligvis høyere enn energien som kreves for å smelte materialet. Ved lasersmelteskjæring absorberes laserstrålen bare delvis. Den maksimale skjærehastigheten øker med økningen av laserkraft, og reduseres nesten omvendt med økningen av platetykkelsen og materialets smeltetemperatur. Når det gjelder en viss lasereffekt, er den begrensende faktoren lufttrykket ved spalten og materialets varmeledningsevne. For jern- og titanmaterialer kan lasersmelteskjæring oppnå ikke -oksidasjonshakk. For stålmaterialer er laserkraftstettheten mellom 104w / cm2 og 105W / cm2.

2. fordampning kutting

I prosessen med lasergassifiseringskjæring er hastigheten på materialoverflatetemperaturen som stiger til kokepunktstemperaturen så rask at den kan unngå smelting forårsaket av varmeledning, slik at noen materialer fordamper til damp og forsvinner, og noen materialer blåses bort fra bunnen av skjæresømmen ved hjelpegassstrøm som ejecta. Svært høy laserkraft kreves i dette tilfellet.

For å forhindre at materialdampen kondenserer på spalteveggen, må tykkelsen på materialet ikke være mye større enn laserstrålens diameter. Denne prosessen er derfor bare egnet for applikasjoner der eliminering av smeltede materialer må unngås. Faktisk brukes prosessen bare i et veldig lite bruksområde for jernbaserte legeringer.

Prosessen kan ikke brukes for materialer som tre og noe keramikk, som ikke er i smeltet tilstand og som neppe vil tillate materialdampen å rekombinere. I tillegg må disse materialene vanligvis oppnå et tykkere kutt. Ved lasergassifiseringskjæring avhenger den optimale strålefokuseringen av materialtykkelsen og strålekvaliteten. Laserkraft og fordampningsvarme har bare en viss effekt på den optimale brennpunktet. Den maksimale skjærehastigheten er omvendt proporsjonal med forgassingstemperaturen til materialet når tykkelsen på platen er fast. Den nødvendige lasereffekttettheten er større enn 108W / cm2 og avhenger av materialet, skjæredybden og strålens fokusposisjon. Ved en viss tykkelse på platen, forutsatt at det er nok laserkraft, er maksimal skjærehastighet begrenset av gasstrålehastigheten.

3. kontrollert bruddskjæring

For sprø materialer som er lett å bli skadet av varme, kalles høyhastighets og kontrollerbar skjæring ved laserstråleoppvarming kontrollert bruddskjæring. Hovedinnholdet i denne skjæreprosessen er: laserstrålen varmer opp et lite område av sprø materiale, noe som forårsaker en stor termisk gradient og alvorlig mekanisk deformasjon i dette området, noe som fører til dannelse av sprekker i materialet. Så lenge den jevne oppvarmingsgradienten opprettholdes, kan laserstrålen lede dannelsen av sprekker i en hvilken som helst ønsket retning.

4. oksidasjon smeltende skjæring (laser flamme skjæring)

Vanligvis brukes inert gass til smelting og skjæring. Hvis det brukes oksygen eller annen aktiv gass i stedet, blir materialet antent under bestråling av laserstråle, og en annen varmekilde vil bli generert på grunn av den intense kjemiske reaksjonen med oksygen for ytterligere å varme opp materialet, som kalles oksidasjonssmelting og kutting .

På grunn av denne effekten kan skjærehastigheten til konstruksjonsstål med samme tykkelse være høyere enn smelteskjæringen. På den annen side kan kvaliteten på snittet være dårligere enn smelteskjæringen. Faktisk vil den produsere bredere slisser, tydelig ruhet, økt varmepåvirket sone og dårligere kantkvalitet. Laserflammeskjæring er ikke god til å bearbeide presisjonsmodeller og skarpe hjørner (det er fare for å brenne de skarpe hjørnene). Pulsmoduslasere kan brukes til å begrense termiske effekter, og laserens effekt bestemmer skjærehastigheten. Når det gjelder en viss laserkraft, er den begrensende faktoren tilførsel av oksygen og termisk ledningsevne til materialet.


Innleggstid: 21.12.2020