Prerje me lazeraplikim
Lazerët CO2 me rrjedhje të shpejtë aksiale përdoren kryesisht për prerjen me lazer të materialeve metalike, kryesisht për shkak të cilësisë së mirë të rrezes së tyre. Edhe pse reflektimi i shumicës së metaleve ndaj rrezeve të lazerit CO2 është mjaft i lartë, reflektimi i sipërfaqes së metalit në temperaturën e dhomës rritet me rritjen e temperaturës dhe shkallës së oksidimit. Pasi sipërfaqja e metalit dëmtohet, reflektimi i metalit është afër 1. Për prerjen me lazer të metaleve, është e nevojshme një fuqi mesatare më e lartë, dhe vetëm lazerët CO2 me fuqi të lartë e kanë këtë kusht.
1. Prerje me lazer e materialeve të çelikut
1.1 Prerja e vazhdueshme me lazer CO2 Parametrat kryesorë të procesit të prerjes së vazhdueshme me lazer CO2 përfshijnë fuqinë e lazerit, llojin dhe presionin e gazit ndihmës, shpejtësinë e prerjes, pozicionin fokal, thellësinë fokale dhe lartësinë e grykës.
(1) Fuqia e lazerit Fuqia e lazerit ka një ndikim të madh në trashësinë e prerjes, shpejtësinë e prerjes dhe gjerësinë e prerjes. Kur parametrat e tjerë janë konstantë, shpejtësia e prerjes zvogëlohet me rritjen e trashësisë së pllakës prerëse dhe rritet me rritjen e fuqisë së lazerit. Me fjalë të tjera, sa më e madhe të jetë fuqia e lazerit, aq më e trashë është pllaka që mund të pritet, aq më e shpejtë është shpejtësia e prerjes dhe aq më e madhe është paksa gjerësia e prerjes.
(2) Lloji dhe presioni i gazit ndihmës Gjatë prerjes së çelikut me karbon të ulët, CO2 përdoret si gaz ndihmës për të shfrytëzuar nxehtësinë e reaksionit të djegies hekur-oksigjen për të nxitur procesin e prerjes. Shpejtësia e prerjes është e lartë dhe cilësia e prerjes është e mirë, veçanërisht mund të merret prerja pa skorje ngjitëse. Gjatë prerjes së çelikut inox, përdoret CO2. Skorja ngjitet lehtë në pjesën e poshtme të prerjes. Shpesh përdoret gaz i përzier CO2 + N2 ose rrjedha e gazit me dy shtresa. Presioni i gazit ndihmës ka një efekt të rëndësishëm në efektin e prerjes. Rritja e duhur e presionit të gazit mund të rrisë shpejtësinë e prerjes pa skorje ngjitëse për shkak të rritjes së momentit të rrjedhës së gazit dhe përmirësimit të kapacitetit të heqjes së skorjes. Megjithatë, nëse presioni është shumë i lartë, sipërfaqja e prerë bëhet e ashpër. Efekti i presionit të oksigjenit në ashpërsinë mesatare të sipërfaqes së prerjes tregohet në figurën më poshtë.
Presioni i trupit varet gjithashtu nga trashësia e pllakës. Kur pritet çeliku me karbon të ulët me një lazer CO2 1kW, marrëdhënia midis presionit të oksigjenit dhe trashësisë së pllakës tregohet në figurën më poshtë.
(3) Shpejtësia e prerjes Shpejtësia e prerjes ka një ndikim të rëndësishëm në cilësinë e prerjes. Në kushte të caktuara të fuqisë së lazerit, ekzistojnë vlera kritike të sipërme dhe të poshtme përkatëse për shpejtësi të mirë prerjeje kur pritet çelik me karbon të ulët. Nëse shpejtësia e prerjes është më e lartë ose më e ulët se vlera kritike, do të ndodhë ngjitja e skorjeve. Kur shpejtësia e prerjes është e ngadaltë, koha e veprimit të nxehtësisë së reaksionit të oksidimit në skajin e prerjes zgjatet, gjerësia e prerjes rritet dhe sipërfaqja e prerjes bëhet e ashpër. Ndërsa shpejtësia e prerjes rritet, prerja gradualisht ngushtohet derisa gjerësia e prerjes së sipërme të jetë e barabartë me diametrin e njollës. Në këtë kohë, prerja është pak në formë pykë, e gjerë në krye dhe e ngushtë në fund. Ndërsa shpejtësia e prerjes vazhdon të rritet, gjerësia e prerjes së sipërme vazhdon të bëhet më e vogël, por pjesa e poshtme e prerjes bëhet relativisht më e gjerë dhe bëhet një formë pykë e përmbysur.
(5) Thellësia e fokusit
Thellësia e fokusit ka një ndikim të caktuar në cilësinë e sipërfaqes së prerjes dhe shpejtësinë e prerjes. Kur priten pllaka çeliku relativisht të mëdha, duhet të përdoret një tra me thellësi fokale të madhe; kur priten pllaka të holla, duhet të përdoret një tra me thellësi fokale të vogël.
(6) Lartësia e grykës
Lartësia e grykës i referohet distancës nga sipërfaqja fundore e grykës së gazit ndihmës deri në sipërfaqen e sipërme të pjesës së punës. Lartësia e grykës është e madhe dhe impulsi i rrjedhës së ajrit ndihmës të nxjerrë luhatet lehtë, gjë që ndikon në cilësinë dhe shpejtësinë e prerjes. Prandaj, gjatë prerjes me lazer, lartësia e grykës në përgjithësi minimizohet, zakonisht 0.5~2.0 mm.
① Aspektet e lazerit
a. Rritja e fuqisë së lazerit. Zhvillimi i lazerëve më të fuqishëm është një mënyrë e drejtpërdrejtë dhe efektive për të rritur trashësinë e prerjes.
b. Përpunimi me puls. Lazerët me puls kanë fuqi shumë të lartë maksimale dhe mund të depërtojnë në pllaka të trasha çeliku. Zbatimi i teknologjisë së prerjes me lazer me puls me frekuencë të lartë dhe gjerësi pulsi të ngushtë mund të presë pllaka çeliku të trasha pa rritur fuqinë e lazerit, dhe madhësia e prerjes është më e vogël se ajo e prerjes së vazhdueshme me lazer.
c. Përdorni lazerë të rinj
②Sistemi optik
a. Sistem optik adaptiv. Dallimi nga prerja tradicionale me lazer është se nuk ka nevojë të vendoset fokusi poshtë sipërfaqes së prerjes. Kur pozicioni i fokusit luhatet lart e poshtë disa milimetra përgjatë drejtimit të trashësisë së pllakës së çelikut, gjatësia fokale në sistemin optik adaptiv do të ndryshojë me zhvendosjen e pozicionit të fokusit. Ndryshimet lart e poshtë në gjatësinë fokale përkojnë me lëvizjen relative midis lazerit dhe pjesës së punës, duke bërë që pozicioni i fokusit të ndryshojë lart e poshtë përgjatë thellësisë së pjesës së punës. Ky proces prerjeje në të cilin pozicioni i fokusit ndryshon me kushtet e jashtme mund të prodhojë prerje me cilësi të lartë. Disavantazhi i kësaj metode është se thellësia e prerjes është e kufizuar, përgjithësisht jo më shumë se 30 mm.
b. Teknologjia e prerjes bifokale. Një lente e veçantë përdoret për të fokusuar rrezen dy herë në pjesë të ndryshme. Siç tregohet në Figurën 4.58, D është diametri i pjesës qendrore të lentes dhe është diametri i pjesës skajore të lentes. Rrezja e lakimit në qendër të lentes është më e madhe se zona përreth, duke formuar një fokus të dyfishtë. Gjatë procesit të prerjes, fokusi i sipërm ndodhet në sipërfaqen e sipërme të copës së punës, dhe fokusi i poshtëm ndodhet pranë sipërfaqes së poshtme të copës së punës. Kjo teknologji e veçantë e prerjes me lazer me fokus të dyfishtë ka shumë përparësi. Për prerjen e çelikut të butë, ajo jo vetëm që mund të mbajë një rreze lazeri me intensitet të lartë në sipërfaqen e sipërme të metalit për të përmbushur kushtet e kërkuara që materiali të ndizet, por gjithashtu mund të mbajë një rreze lazeri me intensitet të lartë pranë sipërfaqes së poshtme të metalit për të përmbushur kërkesat për ndezje. Nevoja për të prodhuar prerje të pastra në të gjithë gamën e trashësive të materialit. Kjo teknologji zgjeron gamën e parametrave për marrjen e prerjeve me cilësi të lartë. Për shembull, duke përdorur një 3kW CO2. me lazer, trashësia e prerjes konvencionale mund të arrijë vetëm 15~20 mm, ndërsa trashësia e prerjes duke përdorur teknologjinë e prerjes me fokus të dyfishtë mund të arrijë 30~40 mm.
③ Gryka dhe rrjedha ndihmëse e ajrit
Projektoni në mënyrë të arsyeshme grykën për të përmirësuar karakteristikat e fushës së rrjedhjes së ajrit. Diametri i murit të brendshëm të grykës supersonike së pari tkurret dhe më pas zgjerohet, gjë që mund të gjenerojë rrjedhë ajri supersonike në dalje. Presioni i furnizimit me ajër mund të jetë shumë i lartë pa gjeneruar valë goditëse. Kur përdorni një grykë supersonike për prerje me lazer, cilësia e prerjes është gjithashtu ideale. Meqenëse presioni i prerjes së grykës supersonike në sipërfaqen e copës së punës është relativisht i qëndrueshëm, është veçanërisht i përshtatshëm për prerjen me lazer të pllakave të trasha të çelikut.
Koha e postimit: 18 korrik 2024
