Mašina za lasersko rezanje je tehnološka revolucija u obradi lima i jedno od uobičajenih načina obrade lima u današnje vrijeme. Mašina za lasersko sečenje ima visok stepen fleksibilnosti, veliku brzinu rezanja, visoku efikasnost proizvodnje i kratak proizvodni ciklus, čime je osvojio široko tržište za kupce. Trenutno, većina obrade u oblasti srednjih i tankih ploča na tržištu koristi laserski rezač, koji je široko cijenjen zbog svoje visoke efikasnosti i preciznosti. Čak je i polje debelih ploča zamijenilo neka tržišta plazme i plamena. Međutim, ako je otklanjanje grešaka nepravilno, efekat rezanja laserske mašine za rezanje će takođe biti pogođen. Konkretno, postoji šest faktora koji su ključni za efekat rezanja.
1. Utjecaj brzine rezanja na učinak rezanja
Za datu gustinu snage lasera i materijal, brzina rezanja odgovara empirijskoj formuli. Sve dok je iznad praga prolaza, brzina rezanja materijala je proporcionalna gustoći snage lasera, odnosno povećanje gustine snage može poboljšati brzinu rezanja. Gustina snage koja se ovdje spominje nije povezana samo sa izlaznom snagom lasera, već i sa načinom kvaliteta zraka. Osim toga, karakteristike sistema fokusiranja snopa, odnosno veličina fokusne tačke, takođe imaju veliki uticaj na lasersko sečenje. Brzina rezanja je obrnuto proporcionalna gustoći (specifičnoj težini) i debljini materijala koji se reže.
Kada ostali parametri ostanu nepromijenjeni, faktori za povećanje brzine rezanja su: povećanje snage (unutar određenog raspona, kao što je 500~2000W); Poboljšajte način rada zraka; Smanjite veličinu tačke fokusa (na primjer, fokus sa kratkim fokusnim objektivom); Rezanje materijala sa niskom početnom energijom isparavanja (kao što su plastika, pleksiglas, itd.); Rezanje materijala male gustine (kao što je bijeli bor); Izrežite tanki materijal.
Posebno za metalne materijale, kada se ostale varijable procesa održavaju konstantnim, brzina laserskog rezanja može imati relativni raspon podešavanja i još uvijek održavati zadovoljavajući kvalitet rezanja. Ovaj raspon podešavanja je nešto širi nego kod debelih komada pri rezanju tankih metala. Ponekad je brzina rezanja suviše mala, što će dovesti do ablacije površine ispuštenog vrućeg materijala, čineći površinu reza vrlo grubom.
2. Utjecaj podešavanja pozicije fokusa na kvalitet rezanja
Budući da gustina snage lasera ima veliki uticaj na brzinu rezanja, odabir žižne daljine sočiva je važno pitanje. Nakon što je laserski snop fokusiran, veličina tačke je proporcionalna žižnoj daljini sočiva. Nakon što je snop fokusiran pomoću sočiva kratke žižne daljine, veličina tačke je vrlo mala, a gustina snage u žarišnoj tački je vrlo visoka, što je povoljno za rezanje materijala; Međutim, njegovi nedostaci su što je žarišna dubina vrlo kratka i margina podešavanja je mala, što je općenito pogodno za brzo rezanje tankih materijala. Pošto objektiv sa velikom žižnom daljinom ima široku žižnu dubinu, pogodniji je za rezanje debelih radnih komada sve dok ima dovoljnu gustinu snage.
Nakon određivanja objektiva žižne daljine za korištenje, relativni položaj fokusa i površine obratka posebno je važan kako bi se osigurao kvalitet rezanja. Budući da je gustoća snage u fokusu najveća, u većini slučajeva fokusna pozicija je samo na površini radnog komada ili malo ispod površine prilikom rezanja. U cijelom procesu rezanja, važan je uvjet da se osigura da je relativni položaj između fokusa i radnog komada konstantan kako bi se postigao stabilan kvalitet rezanja. Ponekad se sočivo zagreva zbog lošeg hlađenja tokom rada, što dovodi do promene žižne daljine, što zahteva pravovremeno podešavanje položaja fokusa.
Kada je fokus na najboljoj poziciji, rez je najmanji, a efikasnost je najveća. Najbolja brzina rezanja može postići najbolji rezultat rezanja. U većini aplikacija fokus snopa se podešava neposredno ispod mlaznice. Udaljenost između mlaznice i površine obratka je općenito oko 1,5 mm.
3. Uticaj pritiska pomoćnog gasa na efekat rezanja
Generalno, pomoćni gas je potreban za rezanje materijala, a problem se uglavnom odnosi na vrstu i pritisak pomoćnog gasa. Općenito, pomoćni plin i laserski snop se izbacuju koaksijalno kako bi zaštitili sočivo od kontaminacije i otpuhali šljaku na dnu područja rezanja. Za nemetalne materijale i neke metalne materijale, koristite komprimirani zrak ili inertni plin za uklanjanje otopljenih i isparenih materijala, istovremeno sprječavajući prekomjerno sagorijevanje u području rezanja.
Za većinu laserskog rezanja metala, aktivni plin (sve dok je O2) koristi se za formiranje oksidacijske egzotermne reakcije s vrućim metalom. Ova dodatna toplota može povećati brzinu rezanja za 1/3~1/2.
Na pretpostavci osiguranja pomoćnog plina, tlak plina je vrlo važan faktor. Prilikom rezanja tankih materijala velikom brzinom, potreban je visoki tlak plina kako bi se spriječilo lijepljenje šljake na stražnjoj strani reza (vruća šljaka će oštetiti rub reza kada udari u radni predmet). Kada se debljina materijala poveća ili je brzina rezanja mala, pritisak plina treba na odgovarajući način smanjiti. Kako bi se spriječilo zaleđivanje plastične rezne ivice, bolje je rezati pri nižem tlaku plina.
Praksa laserskog rezanja pokazuje da kada je pomoćni gas O2, njegova čistoća ima značajan uticaj na kvalitet rezanja. Smanjenje čistoće O2 od 2 posto smanjit će brzinu rezanja za 50 posto i dovesti do značajnog pogoršanja kvaliteta reza.
4. Reflektivnost površine materijala
Za 10,6 mm daleki infracrveni snop koji emituje mašina za lasersko sečenje CO2, nemetalni materijali mogu ga dobro apsorbovati, odnosno imaju visoku apsorptivnost; Metalni materijali imaju slabu apsorpciju zraka od 10,6 mm, posebno metali zlata, srebra, bakra i aluminijuma sa visokom refleksijom. Generalno, CO2 laserski snop, posebno kontinuirani talasni snop, nije pogodan za rezanje takvih materijala. Za metale aluminijuma i bakra, generalno je potrebno više od 3 kW da bi se formirala dovoljna početna snaga da bi se dobile početne rupe potrebne za efekat penetracije. Materijali od željeznog čelika, nikal, titan, itd. imaju određenu stopu apsorpcije za snop CO2 od 10,6 mm, posebno kada se površina materijala zagrije na određenu temperaturu ili oksidni film, njegova stopa apsorpcije će biti znatno poboljšana, kako bi se postiglo bolje rezanje efekat. Za neprozirne materijale, apsorpcija=(1 - refleksivnost) je povezana sa stanjem površine, temperaturom i talasnom dužinom materijala.
Upijanje materijala na zraku igra važnu ulogu u početnoj fazi zagrijavanja, ali kada se formiraju rupe u radnom komadu, efekat crnog tijela rupa čini apsorpciju materijala na zraku blizu 100 posto.
Stanje površine materijala direktno utječe na apsorpciju svjetlosnih zraka, posebno hrapavost površine i površinski oksidni sloj će uzrokovati očigledne promjene u apsorpciji površine. U praksi laserskog rezanja, ponekad se uticaj stanja površine materijala na apsorpciju zraka može koristiti za poboljšanje performansi rezanja materijala.
5. Utjecaj gorionika i mlaznice
Dizajn i izrada gorionika za rezanje imaju važan utjecaj na postizanje dobrog kvaliteta rezanja, posebno mlaznice. Ako mlaznica nije pravilno odabrana ili održavana, lako je uzrokovati zagađenje ili oštećenje, ili zaobljenost otvora mlaznice nije dobra ili prskanje vrućeg metala uzrokuje lokalnu blokadu, što će stvoriti vrtložne struje u mlaznici, što će rezultirati značajnim pogoršanje performansi rezanja. Ponekad se otvor mlaznice razlikuje od ose fokusiranog snopa, formirajući snop za rezanje ruba mlaznice, što će također utjecati na kvalitetu rezanja, povećati širinu proreza i učiniti da veličina rezanja nije poravnata. Za mlaznicu treba obratiti posebnu pažnju na dva problema, a to su prečnik mlaznice i rastojanje između mlaznice i površine radnog komada.
6. Utjecaj vanjskog optičkog sistema
Originalni snop koji emituje laser prenosi se kroz sistem eksterne optičke putanje (uključujući refleksiju i transmisiju), i precizno sija na površinu radnog komada sa izuzetno velikom gustinom snage.
Optički elementi sistema eksterne optičke putanje moraju se redovno provjeravati i prilagođavati na vrijeme kako bi se osiguralo da kada gorionik za rezanje radi iznad radnog komada, snop se pravilno prenosi do centra sočiva i fokusira u malu svjetlosnu tačku za rezanje radni komad visokog kvaliteta. Jednom kada se položaj bilo kojeg optičkog elementa promijeni ili se zagadi, to će utjecati na kvalitetu rezanja, pa čak ni rezanje neće biti moguće izvršiti.
Eksterno sočivo optičkog puta je zagađeno nečistoćama u protoku vazduha, prskane čestice u oblasti rezanja su vezane ili sočivo nije dovoljno ohlađeno, što će pregrejati sočivo i uticati na prenos energije zraka. To će uzrokovati drift kolimacije optičke staze i dovesti do ozbiljnih posljedica. Pregrijavanje sočiva će također uzrokovati žarišnu distorziju, pa čak i ugroziti sam objektiv.
Gore navedeno je šest faktora koji utiču na efekat rezanja laserske mašine za sečenje. U samom procesu rada treba obratiti pažnju.
O HGTECH-u: HGTECH je pionir i lider industrijske primjene lasera u Kini, i autoritativni dobavljač globalnih rješenja za lasersku obradu. Imamo sveobuhvatno uređenu lasersku inteligentnu opremu, proizvodne linije za mjerenje i automatizaciju i pametnu izgradnju tvornice kako bismo pružili cjelokupna rješenja za inteligentnu proizvodnju.
