Posljednjih godina, sa sve većom potražnjom za rezanjem lima, tradicionalni način rezanja teško je bolje zadovoljiti zahtjeve proizvodnje zbog niske preciznosti i velike površine zahvaćene toplinom. Lasersko rezanje vlaknima ima mnoge prednosti, kao što je mala površina zahvaćena toplinom , visoka preciznost, velika brzina, beskontaktna obrada i postupno zamjenjuje tradicionalni proces rezanja.
Princip laserskog rezanja metala je da se laserski snop koristi kao izvor toplote za zračenje površine metalnog materijala, čime se temperatura površine metalnog materijala povećava do tačke topljenja (ključanja). Istovremeno, mlaznica izbacuje gas za rezanje paralelno sa smjer zračenja laserskog zraka kako bi se otpuhala rastopljena (gasovita) jedinjenja (kada je plin za rezanje aktivni plin kao što je kisik, plin za rezanje će također reagirati s metalnim materijalima kako bi osigurao oksidacijsku toplinu. Kroz kontrolu uređaja za kretanje, rezna glava se kreće prema unaprijed određenoj liniji za rezanje različitih oblika obratka.
U procesu laserskog rezanja metala, gustina snage upadnog lasera je različita, a različite su i promjene površine metalnog materijala. Uopšteno govoreći, kada gustina snage lasera na površini metalnog materijala dostigne 10 mW/cm2, površina metalnog materijala će brzo porasti do tačke ključanja materijala i snažno ispariti u metalnu paru.
Kada gustina snage lasera na površini metalnih materijala pređe 100 mW/cm2, metalna para koja se ne može isprazniti na vreme će se ponovo zagrejati laserskom energijom i formirati oblak plazme.
Većina oblaka plazme koji nastaje laserskim rezanjem metalnih materijala bit će otpuhana plinom za rezanje, a preostali mali dio će formirati oblak plazme koji će utjecati na rezanje metala:
1) Oblaci plazme će ostati na površini metalnih materijala, ometati prijenos laserske energije i smanjiti brzinu rezanja.
2) Oblak plazme zarobljen ispod mlaznice ne samo da će promijeniti kapacitivnu sredinu između mlaznice i metalnog materijala, već će i zagrijati mlaznicu, utjecati na parametre performansi njene kapacitivnosti, ometati rezultate detekcije kapacitivnog regulatora visine, smanjiti točnost kontrole i utiču na efekat rezanja.
Uzmimo za primjer laser od 2000 W koji se široko koristi na tržištu, ako se koristi sa reznom glavom 100/125 (žižna daljina kolimatora/žižna daljina sočiva za fokusiranje), kada je promjer jezgra pigtail-a manji od 40 μ At m , prosječna gustina snage svjetlosne mrlje pri nultom fokusu dostići će red od 100 mW/cm2, posebno pri rezanju tankih metalnih ploča, lakše je generirati oblake plazme.
Posljednjih godina tržište je prepoznalo prednosti monomodnih lasera. Uz kontinuiranu optimizaciju optičkih shema, postupno se povećava i snaga monomodnih lasera uređaja. Veći kvalitet snopa (uglavnom odgovara manjem promjeru jezgre pigtaila) i veća izlazna snaga čine prosječnu gustinu snage svjetlosne točke u nultoj fokusnoj tački sve većom i višom, a lakše je generirati oblake plazme prilikom rezanja tankih metalne ploče.
Da bi se riješio ovaj problem, sljedeći procesi rezanja mogu efikasno smanjiti utjecaj oblaka plazme:
1. Usvojeno je pulsno rezanje. Usvajanje režima pulsnog rezanja može osigurati vršnu snagu lasera s jedne strane i skratiti vrijeme zračenja lasera na metalne materijale s druge strane, smanjujući stvaranje oblaka plazme.
2. Pravilno smanjite snagu laserskog rezanja. Bez mijenjanja drugih uslova, smanjenje snage rezanja može smanjiti prosječnu gustinu snage u fokusu i smanjiti stvaranje oblaka plazme. Prilikom rezanja 1mm nehrđajućeg čelika s single-mode laserom od 2000W pri punoj snazi i nultom fokusu, brzina rezanja nije idealna zbog utjecaja oblaka plazme. Kada se snaga rezanja smanji na 1800 W, brzina rezanja se povećava za 50 posto.
3. Pravilno proširite i izrežite prorez. Proširenje proreza za sečenje ne samo da obezbeđuje širi kanal za raspršivanje oblaka plazme prema dole, smanjuje uticaj oblaka plazme na rez, već takođe pomaže da se ubrza izbacivanje šljake u prorezu i poboljša efekat rezanja.
4. Smanjite visinu rezanja na odgovarajući način. Visina rezanja ne samo da direktno određuje debljinu oblaka plazme između mlaznice i površine metalnog materijala (što je kraća udaljenost, to je oblak plazme tanji), već i što je mlaznica bliža, to je veći pritisak reznog plina koji se emituje iz centar mlaznice će biti. Što je veći pritisak rezanja pomoći će da se ubrza disperzija oblaka plazme ispod mlaznice i smanji zaštita oblaka plazme od upadnog lasera. Dakle, pod pretpostavkom da se osigura sigurnost rezne glave, što je bliža udaljenost praćenja, to bolje.
5. Koristite odgovarajuću mlaznicu za rezanje. Odgovarajuća mlaznica može ubrzati disperziju oblaka metalne plazme bržim protokom plina bez povećanja promjera mlaznice.
6. Dodajte uređaj za bočno duvanje i uređaj za hlađenje mlaznice na reznu glavu. Uređaj za bočno puhanje koristi se za otpuhivanje dijela oblaka plazme i smanjenje koncentracije oblaka plazme ispod mlaznice. Uređaj za hlađenje mlaznice može smanjiti toplinski utjecaj oblaka plazme na mlaznicu i izbjeći utjecaj na parametre performansi kapacitivnosti mlaznice.
7. Usvojen je kapacitivni regulator visine visoke stope uzorkovanja. Kapacitivni regulator visine visoke brzine uzorkovanja ne samo da može osigurati tačnost praćenja, već i odrediti promjenu oblaka plazme ispod mlaznice praćenjem promjene vrijednosti kapacitivnosti. Alatna mašina može poduzeti mjere kao što su usporavanje, pauza, pulsno rezanje, itd. kako bi smanjio utjecaj oblaka plazme na sečenje praćenjem promjene oblaka plazme.
O HGTECH-u: HGTECH je pionir i lider industrijske primjene lasera u Kini i autoritativni dobavljač globalnih rješenja za lasersku obradu. Imamo sveobuhvatno raspoređene laserske inteligentne mašine, proizvodne linije za merenje i automatizaciju, i pametnu izgradnju fabrike kako bismo pružili sveobuhvatna rešenja za inteligentnu proizvodnju.
