Pjovimo lazeriu mašina yra lazerio spindulys, skleidžiamas iš lazerio, kuris per optinės grandinės sistemą sufokusuojamas į didelio galingumo tankio lazerio spindulį. Lazerio spindulys apšvitina ruošinio paviršių, todėl ruošinys pasiekia lydymosi arba virimo tašką, o aukšto slėgio dujos, bendraašios su spinduliu, išpučia išlydytą arba išgaravusį metalą. Kadangi sija juda ruošinio padėties atžvilgiu, ji galiausiai sukuria medžiagoje plyšį, dėl kurio pjaunama. Lazerinis pjovimo apdorojimas yra nematomas spindulys, o ne tradicinis mechaninis peilis, pasižymintis dideliu tikslumu, greitas pjovimas, neapsiribojant pjovimo modelio apribojimais, automatinis įdėjimas taupant medžiagas, sklandus pjūvis, mažos apdorojimo išlaidos ir kitos savybės. Šis klausimas, norint suprasti išsamias žinias.
Pirma, lazerinio pjovimo mašinos principas
Lazeris yra tam tikra šviesa, kaip ir kita natūrali šviesa, kurią sukuria atominis (molekulinis ar joninis ir kt.) šuolis. Bet tai skiriasi nuo įprastos šviesos, kad lazeris tik iš pradžių labai trumpą laiką priklauso nuo spontaniškos spinduliuotės, o vėliau procesą visiškai lemia spinduliuotės sužadinimas, todėl lazeris turi labai gryną spalvą, beveik jokios krypties sklaidos. , labai didelis šviesos intensyvumas ir didelė darna.
Pjovimas lazeriu realizuojamas taikant didelio galios tankio energiją, susidarančią fokusuojant lazerį. Kompiuterio valdomas lazeris iškraunamas impulsais, kad būtų išvestas kontroliuojamas aukšto dažnio impulsinės lazerio šviesos pasikartojimas, suformuojant tam tikrą dažnį, tam tikrą pluošto impulso plotį, impulsinį lazerio spindulį per optinį kelią. laidumo ir atspindžio, o per fokusuojančių lęšių grupę, fokusuojantį į apdorojamo objekto paviršių, suformuojant subtilią, didelio energijos tankio dėmę, židinio taškas yra netoli apdorojamo paviršiaus iki momentinės aukštos temperatūros. apdorojamo lydymas arba išgarinimas Apdorojama medžiaga akimirksniu išlydoma arba išgarinama aukštoje temperatūroje. Kiekvienas didelės energijos lazerio impulsas akimirksniu išpurškia mažą skylutę objekto paviršiuje. Kompiuteriu valdant lazerinio apdorojimo galvutė ir apdirbama medžiaga perforuojami nepertraukiamu santykiniu judesiu pagal iš anksto nubrėžtą modelį, kad objektas būtų apdorojamas norima forma.
Pjovimo siūlės proceso parametrai (pjovimo greitis, lazerio galia, dujų slėgis ir kt.) ir judėjimo trajektorija yra valdomi CNC sistema, šlakas ties pjovimo siūle tam tikru slėgiu išpučiamas pagalbinių dujų.
Antra, pagrindinis lazerinio pjovimo mašinos procesas
1, Garinimo pjovimas
Lazerinio garinimo pjovimo procese medžiagos paviršiaus temperatūra pakyla iki virimo temperatūros, greitis yra toks greitas, kad būtų išvengta šilumos laidumo, atsirandančio dėl lydymosi, todėl dalis medžiagos, išgaravusios į garus, išnyksta, dalis medžiagos iš plyšio apačios išmetimą nupūtė pagalbinis dujų srautas. Šiuo atveju reikalinga labai didelė lazerio galia.
Kad medžiagos garai nesikondensuotų ant plyšio sienelių, medžiagos storis neturi smarkiai viršyti lazerio spindulio skersmens. Todėl šis procesas tinka tik tais atvejais, kai reikia vengti išlydytos medžiagos pašalinimo. Šis procesas praktiškai naudojamas tik labai nedaugeliu atvejų su geležies lydiniais.
Šis procesas negali būti naudojamas tokioms medžiagoms kaip mediena ir kai kuri keramika, kurios nėra išlydytos ir dėl to mažesnė tikimybė pakartotinai kondensuotis su medžiagos garais. Be to, šias medžiagas dažniausiai tenka nupjauti iki daug storesnio pjūvio. Pjaunant lazeriu, optimalus spindulio fokusavimas priklauso nuo medžiagos storio ir pluošto kokybės. Lazerio galia ir garavimo šiluma turi tik tam tikrą įtaką optimaliai fokusavimo padėčiai. Didžiausias pjovimo greitis yra atvirkščiai proporcingas tam tikro plokštės storio medžiagos garavimo temperatūrai. Reikalingas lazerio galios tankis yra didesnis nei 108 W/cm2 ir priklauso nuo medžiagos, pjovimo gylio ir spindulio židinio padėties. Esant tam tikram plokštės storiui, darant prielaidą, kad lazerio galia yra pakankama, maksimalų pjovimo greitį riboja dujų srovės greitis.
2, Lydymosi pjovimas
Atliekant pjovimą lazeriu, ruošinys iš dalies išlydomas, o tada ištirpusi medžiaga išmetama dujų srove. Kadangi medžiaga perduodama tik skystoje būsenoje, procesas vadinamas lydymosi lazeriu pjovimu.
Lazerio spindulys yra sujungtas su didelio grynumo inertinėmis pjovimo dujomis, kad išlydyta medžiaga būtų pašalinta nuo pjūvio, o dujos nedalyvauja pjaunant. Pjovimas lazeriu leidžia pasiekti didesnį pjovimo greitį nei dujofikavimas. Dujofikavimui reikalinga energija paprastai yra didesnė už energiją, reikalingą medžiagai išlydyti. Atliekant pjovimą lazeriu, lazerio spindulys sugeriamas tik iš dalies. Didžiausias pjovimo greitis didėja didėjant lazerio galiai ir mažėja beveik atvirkščiai, didėjant plokštės storiui ir medžiagos lydymosi temperatūrai. Tam tikrai lazerio galiai ribojantys veiksniai yra oro slėgis pjūvyje ir medžiagos šilumos laidumas. Lydymosi pjovimas lazeriu suteikia juodųjų medžiagų ir titano pjūvius be oksidacijos. Plieninių medžiagų lydymas, bet mažesnis nei dujofikuojant lazerio galios tankis, tarp 104 W/cm2 ~ 105 W/cm2.
3, oksidacijos lydymasis pjovimas
Lydymosi pjovimo metu paprastai naudojamos inertinės dujos, jei pakeičiamos deguonimi ar kitomis aktyviomis dujomis, lazerio spinduliu apšvitinta medžiaga užsidega ir intensyviai vyksta deguonies cheminė reakcija ir susidaro kitas šilumos šaltinis, kad medžiaga toliau kaitinama, žinoma kaip oksidacinis lydymas. .
Dėl šio poveikio šiuo metodu gaunamas pjovimo greitis yra didesnis nei to paties storio konstrukcinio plieno lydalo pjovimo greitis. Kita vertus, naudojant šį metodą, pjūvis gali būti prastesnės kokybės, palyginti su pjovimu iš lydalo. Tiesą sakant, jis sukuria platesnį plyšį, didelį šiurkštumą, padidina karščio paveiktą zoną ir prastesnę krašto kokybę. Pjovimas lazeriu nėra geras apdirbant tikslius modelius ir aštrius kampus (aštrių kampų nudegimo pavojus). Šilumos poveikį galima apriboti naudojant lazerį impulsiniu režimu, kai lazerio galia lemia pjovimo greitį. Esant tam tikrai lazerio galiai, ribojantys veiksniai yra deguonies tiekimas ir medžiagos šilumos laidumas.
4. Kontroliuojamas lūžių pjovimas
Trapioms medžiagoms, kurios lengvai pažeidžiamos karščio, greitas, kontroliuojamas pjovimas lazerio spinduliu yra vadinamas kontroliuojamu lūžimu. Pagrindiniai šio pjovimo proceso elementai yra šie: lazerio spindulys įkaitina nedidelį trapios medžiagos plotą, sukeldamas didelį terminį gradientą ir didelę mechaninę deformaciją toje vietoje, dėl to medžiagoje susidaro įtrūkimai. Tol, kol išlaikomas subalansuotas šildymo gradientas, lazerio spindulį galima nukreipti, kad susidarytų įtrūkimai bet kuria norima kryptimi.
