Diferite metode de tăiere a mașinii de tăiat cu laser

Tăierea cu laser este o metodă de prelucrare fără contact, cu energie ridicată și densitate bună de control. Punctul laser cu densitate mare de energie se formează după focalizarea fasciculului laser, care are multe caracteristici atunci când este utilizat la tăiere. Există patru moduri diferite de tăiere cu laser pentru a face față unor situații diferite.

1. Tăiați topirea 

La tăierea prin topire cu laser, materialul topit este evacuat prin intermediul fluxului de aer după ce piesa de prelucrat este topită local. Deoarece transferul de material are loc numai în stare lichidă, acest proces se numește tăiere cu topire cu laser.
Raza laser cu gaz de tăiere inert de înaltă puritate face ca materialul topit să părăsească fanta, în timp ce gazul în sine nu este implicat în tăiere. Tăierea prin topire cu laser poate obține o viteză de tăiere mai mare decât tăierea prin gazeificare. Energia necesară gazificării este de obicei mai mare decât energia necesară topirii materialului. La tăierea prin topire cu laser, fasciculul laser este absorbit doar parțial. Viteza maximă de tăiere crește odată cu creșterea puterii laserului și scade aproape invers odată cu creșterea grosimii plăcii și a temperaturii de topire a materialului. În cazul unei anumite puteri laser, factorul limitativ este presiunea aerului la fantă și conductivitatea termică a materialului. Pentru materialele din fier și titan, tăierea prin topire cu laser poate obține crestături fără oxidare. Pentru materialele din oțel, densitatea puterii laserului este între 104w / cm2 și 105W / cm2.

2. Decupare prin vaporizare

În procesul de tăiere cu gazificare cu laser, viteza temperaturii suprafeței materialului care crește până la temperatura punctului de fierbere este atât de rapidă încât poate evita topirea cauzată de conducerea căldurii, astfel încât unele materiale se vaporizează în abur și dispar, iar unele materiale sunt suflate departe de partea inferioară a cusăturii de tăiere prin fluxul de gaz auxiliar ca ejectare. În acest caz este necesară o putere laser foarte mare.

Pentru a preveni condensul vaporilor de material pe peretele fantei, grosimea materialului nu trebuie să fie mult mai mare decât diametrul fasciculului laser. Prin urmare, acest proces este potrivit numai pentru aplicații în care trebuie evitată eliminarea materialelor topite. De fapt, procesul este utilizat doar într-un domeniu foarte mic de utilizare a aliajelor pe bază de fier.

Procesul nu poate fi folosit pentru materiale precum lemnul și unele ceramice, care nu sunt într-o stare topită și este puțin probabil să permită recombinarea vaporilor de material. În plus, aceste materiale trebuie să obțină de obicei o tăietură mai groasă. La tăierea cu gazificare cu laser, focalizarea optimă a fasciculului depinde de grosimea materialului și de calitatea fasciculului. Puterea laserului și căldura de vaporizare au doar un anumit efect asupra poziției focale optime. Viteza maximă de tăiere este invers proporțională cu temperatura de gazificare a materialului atunci când grosimea plăcii este fixă. Densitatea de putere necesară a laserului este mai mare de 108W / cm2 și depinde de material, adâncimea de tăiere și poziția de focalizare a fasciculului. În cazul unei anumite grosimi a plăcii, presupunând că există suficientă putere laser, viteza maximă de tăiere este limitată de viteza jetului de gaz.

3. Tăierea controlată a fracturilor

Pentru materialele fragile care pot fi ușor deteriorate de căldură, tăierea rapidă și controlabilă prin încălzirea cu fascicul laser se numește tăiere controlată a fracturilor. Conținutul principal al acestui proces de tăiere este: raza laser încălzește o mică zonă de material fragil, ceea ce provoacă un gradient termic mare și o deformare mecanică gravă în această zonă, ducând la formarea fisurilor în material. Atâta timp cât este menținut gradientul uniform de încălzire, fasciculul laser poate ghida generarea de fisuri în orice direcție dorită.

4. tăiere prin topire prin oxidare (tăiere cu flacără cu laser)

În general, gazul inert este utilizat pentru topire și tăiere. Dacă se folosește în schimb oxigen sau alt gaz activ, materialul va fi aprins sub iradierea razei laser și va fi generată o altă sursă de căldură datorită reacției chimice intense cu oxigen pentru a încălzi în continuare materialul, care se numește topire și tăiere a oxidării .

Datorită acestui efect, viteza de tăiere a oțelului structural cu aceeași grosime poate fi mai mare decât cea a tăierii de topire. Pe de altă parte, calitatea inciziei poate fi mai proastă decât cea a tăierii topite. De fapt, va produce fante mai largi, o rugozitate evidentă, o zonă afectată de căldură crescută și o calitate a marginii mai slabă. Tăierea cu flacără laser nu este bună la prelucrarea modelelor de precizie și a colțurilor ascuțite (există pericolul de a arde colțurile ascuțite). Laserele cu impulsuri pot fi utilizate pentru a limita efectele termice, iar puterea laserului determină viteza de tăiere. În cazul unei anumite puteri laser, factorul limitativ este furnizarea de oxigen și conductivitatea termică a materialului.


Ora postării: 21 decembrie 2020