Odborné znalosti

Analýza čtyř faktorů ovlivňujících kvalitu řezu laserového řezacího stroje

2022-01-20

Ve srovnání s tradičními procesy řezání kyslíkem, plazmou a jinými procesy řezání laserem má výhody rychlé řezné rychlosti, úzké štěrbiny, malé tepelně ovlivněné zóny, dobré svislé hrany štěrbiny, hladké řezné hrany a mnoha druhů materiálů, které lze řezat laserem. . Technologie řezání laserem je široce používána v oblasti automobilů, strojů, elektřiny, hardwaru a elektrických spotřebičů.


Několik klíčových technologií laserového řezacího stroje je komplexní technologie integrace světla, stroje a elektřiny. U laserového řezacího stroje parametry laserového paprsku, výkon a přesnost stroje a CNC systému přímo ovlivňují efektivitu a kvalituřezání laserem. Přesnost řezání je prvním prvkem k posouzení kvality CNC laserového řezacího stroje. Jaké jsou tedy faktory, které ovlivňují kvalitu řezání laserových řezacích strojů?
Mezi faktory ovlivňující kvalitu řezání laserových řezacích strojů patří řezná rychlost, poloha ohniska, pomocný plyn, výstupní výkon laseru a vlastnosti obrobku atd., které budou podrobně analyzovány níže.
1. Jeden z faktorů ovlivňujících kvalitu řezání laserových řezacích strojů: výstupní výkon laseru;
Laserový řezací stroj generuje energii z výstupu laserového paprsku spojitou vlnou. Velikost výkonu laseru a výběr režimu ovlivní kvalitu řezání. Ve skutečném provozu je obvykle seřízen na vyšší výkon, aby vyhovoval požadavkům na řezání silnějších materiálů. V tomto bodě je důležitější obrazec paprsku (distribuce energie paprsku napříč průřezem). Vyšší hustota výkonu je dosažena v ohnisku a lepší kvalita řezu je dosažena za podmínek nižšího než vysokého výkonu. Vzor není konzistentní po celou dobu efektivní provozní životnosti laseru. Stav optiky, jemné změny ve směsi provozních plynů laseru a kolísání průtoku mohou ovlivnit mechanismus režimu.
2. Druhý faktor ovlivňující kvalitu řezuřezání laseremstroj: nastavení polohy zaostření;
Vzájemná poloha ohniska a povrchu obrobku je zvláště důležitá pro zajištění kvality řezu. Ve většině případů je ohnisková poloha těsně u povrchu obrobku nebo mírně pod povrchem při řezání. Během celého procesu řezání je důležitou podmínkou pro dosažení stabilní kvality řezu zajištění konstantní relativní polohy ohniska a obrobku. Když je ohnisko v lepší poloze, zářez je menší, účinnost je vyšší a lepší řezná rychlost může dosáhnout lepších výsledků řezání. Ve většině aplikací je zaostření paprsku nastaveno těsně pod trysku. Vzdálenost mezi tryskou a povrchem obrobku je obecně asi 1,5 mm.
Po zaostření laserového paprsku je velikost bodu úměrná ohniskové vzdálenosti čočky. Po zaostření paprsku čočkou s krátkou ohniskovou vzdáleností je velikost bodu malá a hustota výkonu v ohnisku je vysoká, což je velmi výhodné pro řezání materiálu; nevýhodou je, že hloubka ohniska je velmi malá a rozsah nastavení je malý. Vhodné pro vysokorychlostní řezání tenkých materiálů. Dlouhý teleobjektiv má širší hloubku ohniska a dostatečnou hustotu výkonu, což je vhodnější pro řezání silných obrobků.
3. Třetí faktor ovlivňující kvalitu řezu laserového řezacího stroje: řezná rychlost;
Řezná rychlost materiálu je úměrná hustotě výkonu laseru, to znamená, že zvýšení hustoty výkonu zvyšuje rychlost řezání. Řezná rychlost je nepřímo úměrná hustotě (měrné hmotnosti) a tloušťce řezaného materiálu. Pokud ostatní parametry zůstanou nezměněny, faktory pro zvýšení řezné rychlosti jsou: zvýšení výkonu (v určitém rozsahu, např. 500-2 000W); zlepšit režim paprsku (například z režimu vysokého řádu na režim nízkého řádu až do TEM00); zmenšit velikost zaostřeného bodu (např. použití objektivu s krátkou ohniskovou vzdáleností k zaostření); řezání materiálů s nízkou počáteční energií odpařování (jako jsou plasty, plexisklo atd.); řezání materiálů s nízkou hustotou (jako je bílá borovice atd.); řezání tenkých materiálů.
4. Čtvrtý faktor ovlivňující kvalitu řezuřezání laseremstroj: pomocný tlak plynu;
Řezání materiálů pomocířezání laseremstroj vyžaduje použití pomocného plynu a tlak plynu je extrémně důležitým faktorem. Pomocný plyn je vystřikován koaxiálně s laserovým paprskem, čímž chrání čočku před znečištěním a odfukuje strusku ve spodní části řezné oblasti. U nekovových materiálů a některých kovových materiálů použijte ke zpracování roztavených a odpařených materiálů stlačený vzduch nebo inertní plyn a zároveň potlačte nadměrné hoření v oblasti řezání.
Pro většinu laserových řezání kovů se aktivní plyn (pokud je to O2) používá k vytvoření oxidativní exotermické reakce s horkým kovem. Tato část přídavného tepla může zvýšit řeznou rychlost o 1/3 až 1/2. Při řezání tenkých materiálů vysokou rychlostí je zapotřebí vyšší tlak plynu, aby se zabránilo ulpívání strusky na zadní straně řezu (horká struska ulpívající na obrobku může také poškodit řeznou hranu). Když se tloušťka materiálu zvýší nebo rychlost řezání je pomalá, měl by být tlak plynu přiměřeně snížen. Aby se zabránilo namrzání plastového ostří, je lepší řezat s nižším tlakem plynu.