Kokie veiksniai daugiausia daro įtaką skirtingų metalinių medžiagų (tokių kaip aliuminio, vario, nerūdijančio plieno) pjovimo skirtumams?

Įvairių metalinių medžiagų (pvz., Aliuminio, vario, nerūdijančio plieno) lazerio pjovimo efektų skirtumus pirmiausia lemia medžiagos fizinės savybės (pvz., Atspindėjimas, šilumos laidumas), cheminės savybės (pvz. Žemiau yra išsami pagrindinių įtakos veiksnių analizė:

1. Materialus atspindėjimas lazeriui

Lazerio pjaustymas priklauso nuo medžiagos absorbcijos lazerio energijos, kuratspindėjimasTiesiogiai daro įtaką energijos sunaudojimui. Pluošto lazeriai (1070NM bangos ilgis) yra pagrindiniai, tačiau skirtingi metalai turi reikšmingus atspindžio skirtumus esant šiam bangos ilgiui:

The Role of Tempering Process in the Manufacturing of Laser Cutting Machines

Aliuminis\/varis: Kai atspindėjimas siekia net 80–95%(aliuminis ~ 82%, vario ~ 95%), dauguma lazerio energijos atsispindi ir prarandama. Norint sustiprinti absorbciją, reikia didesnės galios (pvz., Didesnė arba lygi 6000 W) arba specialiems procesams (pvz., Išankstiniam pašildymui). Nepakankama galia gali sukelti „nesugebėjimą pradėti pjovimo“ arba „netinkamo įsiskverbimo“.

Nerūdijantis plienas: Atspindėjimas yra ~ 30–40% (be oksido sluoksnio), leidžiantis efektyviai absorbuoti energiją. Net mažos galios sistemos (pvz., 1500 W) gali stabiliai supjaustyti plonius lakštus (mažesnes arba lygias 8 mm).

2. Medžiagos šilumos laidumas

Šilumos laidumas nustato, kaip greitai šiluma plinta medžiagoje, paveikdama išlydytą baseino formavimąsi ir pjaustymo efektyvumą:

Aliuminis\/varis: Didelis šilumos laidumas (aliuminio ~ 237W\/m · k, vario ~ 401W\/m · k) sukelia greitą šilumos difuziją, todėl sunku susikaupti energiją pjovimo keliu. Sprendimai apimadidėjanti galia(kompensuoti šilumos nuostolius) arbaspartėjantis pjovimo greitis(Norėdami sumažinti šilumos difuzijos laiką). Pvz., Pjaustant 2 mm aliuminį su 6000 W sistema, greičiu pasiekiama iki 5 m\/min., O tokiam pačiam nerūdijančio plieno storiui reikia tik 3 m\/min.

Nerūdijantis plienas: Mažas šilumos laidumas (~ 16–20W\/m · k) palaiko šilumą lokalizuotą, stabilizuodamas išlydytą baseiną. Tai daro jį tinkamą vidutinio ir storio plokštelių pjovimui (mažesniam arba lygus 12 mm) su vidutine galia (pvz., 3000W).

3. Medžiagos lydymosi ir virimo taškai

Lydymo taškai nustato energiją, reikalingą medžiagai išlydyti, o virimo taškai daro įtaką garinimui (kuriam reikia papildomos energijos):

Aliuminis: Ištirpsta ~ 660 laipsnių (žemas), bet verda esant ~ 2467 laipsniui (aukštas). Pjaustymas pirmiausia apima tirpimą (ne garinimą), todėl reikia padedančių dujų (pvz., Azoto) išpūsti išlydytą šlaką. Nepakankamas dujų slėgis gali sukelti šlako sukibimą ir urvus.

Vario: Ištirpsta ~ 1085 laipsnio (aukštesnis) ir verda esant ~ 2562 laipsniui (aukštas). Norint ją ištirpdyti, reikia didesnės galios (didesnės arba lygi 6000 W), o klampus išlydytas baseinas dažnai lemia „drebulių prilipimo“ defektus.

Nerūdijantis plienas: Ištirpsta ~ 1500 laipsnių (aukštas), tačiau verda ~ 2750 laipsnių (daug aukštesnis). Pjaustymas pirmiausia apima tirpimą. Naudojant deguonį kaip „Assist“ dujas, išleidžiama oksidacijos šiluma (padidindama 30–50% pjovimo energijos), sumažinant reikiamą lazerio galią (pvz.

4. Medžiagos oksidacijos tendencija

Oksidacijos polinkis daro įtaką dujų parinkimui ir pjovimo kokybei:

Nerūdijantis plienas: Reaguoja su deguonimi, kad susidarytų geležies oksidas (Fe₃o₄), išlaisvindamas šilumą, kuris padidina pjovimo greitį (pvz. Tačiau oksidacija gali šiek tiek spalvos pasikeitimas supjaustytu kraštu (reikalaujančiu po policijos).

Aliuminis\/varis: Aukštos temperatūros oksidacija sudaro ugniai atsparias oksido plėveles (pvz., Al₂o₃, kurių lydymosi taškas yra 2050 laipsnių, CuO, kurio lydymosi taškas yra 1326 laipsnio), kuris blokuoja lazerio energijos absorbciją.Inertinės dujos (azotas\/argonas)Taigi reikalingi, kad būtų išvengta oksido susidarymo ir išpūsta išlydyta šlaku.

5. Suderinamumas su „Assist Gases“

Tipas (deguonis, azotas, oras) ir pagalbinių dujų slėgis tiesiogiai daro įtaką pjovimo efektyvumui:

Medžiaga	Rekomenduojamos dujos	Mechanizmas
Nerūdijantis plienas	Deguonis (pageidautina)	Oksidacija išskiria šilumą, kad padidintų efektyvumą; Iškirpti kraštai gali šiek tiek oksiduoti (tinkama ne tik tikslumui).
	Azotas	Jokio oksidacijos, dėl kurios atsiranda ryškūs, švarūs kraštai (idealiai tinka tikslioms dalims, tokioms kaip medicininės ar maisto mašinos).
Aliuminio\/aliuminio lydiniai	Azotas\/Argonas	Neleidžia oksido plėvelės formavimui ir išpūtė klampus išlydytą šlaką (aukštesnis slėgis: 2. 0 - 3. 0 MPA).
Vario\/vario lydiniai	Azotas (aukštas slėgis)	Vario klampus išlydytas baseinas reikalauja aukšto slėgio (didesnio arba lygaus 3. 0 MPa) dujoms, kad būtų pašalinta šlakė; Aukšta galia (didesnė arba lygi 6000W) yra būtina.

6. Tipiškas pjovimo efektyvumo palyginimas (6000W pluošto lazeris)

Medžiaga	Storis (mm)	Pjovimo greitis (m\/min)	Iškirpkite kokybę (Burrs\/spalvos pasikeitimas)	Rekomenduojamos programos
Nerūdijantis plienas (304)	10	0.8–1.2	Nedidelis oksidacija deguonimi; Nėra oksidacijos su azotu	Mechaninės struktūros, slėgio indai
Aliuminis (5052)	8	1.5–2.0	Jokio oksidacijos, galimos nedidelės urvos (sureguliuokite dujų slėgį)	Automobilių odos, aviacijos ir kosmoso komponentai
Grynas varis (T2)	5	0.3–0.5	Nėra oksidacijos, šlako sukibimas (reikalingas aukštas slėgis)	Elektrinės autobusų, šilumokaičio dalių

Santrauka

Aliuminio, vario ir nerūdijančio plieno pjovimo efektų skirtumaiMedžiagos fizinės\/cheminės savybės ir jų suderinamumas su lazerio energija ir padeda dujoms. Praktiniai pakeitimai (pvz., Galia, greitis, dujų slėgis) yra kritiški:

Aukšto atspindžio aliuminis\/varis reikalauja didelės galios + inertinių dujų + aukšto slėgio šlako pašalinimo;

Nerūdijantis plienas gali panaudoti deguonies oksidaciją, kad būtų galima naudoti energijos efektyvumą arba azotą tiksliems oksidams.

Šių veiksnių supratimas leidžia tiksliniam proceso optimizavimui pagerinti efektyvumą ir kokybę.

-----------------

Ryderis