De lasersnijmachine is een technologische revolutie in plaatbewerking en een van de meest gebruikte middelen voor plaatbewerking op dit moment. De lasersnijmachine heeft een hoge mate van flexibiliteit, hoge snijsnelheid, hoge productie-efficiëntie en korte productiecyclus, die een brede markt voor klanten heeft gewonnen. Op dit moment maakt het grootste deel van de verwerking op het gebied van middelgrote en dunne platen op de markt gebruik van de lasersnijder, die algemeen wordt gerespecteerd vanwege zijn hoge efficiëntie en precisie. Zelfs het veld met dikke platen heeft een deel van de plasma- en vlammarkten vervangen. Als de foutopsporing echter onjuist is, wordt ook het snijeffect van de lasersnijmachine beïnvloed. Concreet zijn er zes factoren die cruciaal zijn voor het snijeffect.
1. Invloed van snijsnelheid op snijeffect
Voor een gegeven laservermogensdichtheid en materiaal komt de snijsnelheid overeen met een empirische formule. Zolang het boven de doorlaatdrempel ligt, is de snijsnelheid van het materiaal evenredig met de laservermogensdichtheid, dat wil zeggen dat het verhogen van de vermogensdichtheid de snijsnelheid kan verbeteren. De vermogensdichtheid waarnaar hier wordt verwezen, is niet alleen gerelateerd aan het uitgangsvermogen van de laser, maar ook aan de straalkwaliteitsmodus. Bovendien hebben de kenmerken van het bundelfocussysteem, dat wil zeggen de grootte van de gefocusseerde plek, ook een grote invloed op lasersnijden. De snijsnelheid is omgekeerd evenredig met de dichtheid (soortelijk gewicht) en dikte van het te snijden materiaal.
Wanneer andere parameters ongewijzigd blijven, zijn de factoren om de snijsnelheid te verhogen: verhoog het vermogen (binnen een bepaald bereik, zoals 500 ~ 2000W); Verbeter de straalmodus; Verklein de grootte van de scherpstelvlek (bijvoorbeeld scherpstellen met een korte scherpstellens); Snijden van materialen met een lage initiële verdampingsenergie (zoals plastic, plexiglas, enz.); Snijden van materialen met een lage dichtheid (zoals wit grenen); Snijd dun materiaal.
Vooral voor metalen materialen, wanneer andere procesvariabelen constant worden gehouden, kan de lasersnijsnelheid een relatief instelbereik hebben en toch een bevredigende snijkwaliteit behouden. Dit instelbereik is iets groter dan dat van dikke stukken bij het snijden van dunne metalen. Soms is de snijsnelheid te laag, wat zal leiden tot het ablatie-oppervlak van het afgevoerde smeltlijmmateriaal, waardoor het snijoppervlak erg ruw wordt.
2. Invloed van aanpassing van de focuspositie op de snijkwaliteit
Omdat de laservermogensdichtheid een grote invloed heeft op de snijsnelheid, is de keuze van de brandpuntsafstand van de lens een belangrijk punt. Nadat de laserstraal is gefocusseerd, is de puntgrootte evenredig met de brandpuntsafstand van de lens. Nadat de straal is gefocusseerd door de lens met korte brandpuntsafstand, is de vlekgrootte erg klein en is de vermogensdichtheid op het brandpunt erg hoog, wat gunstig is voor het snijden van materiaal; De nadelen zijn echter dat de brandpuntsdiepte erg kort is en de aanpassingsmarge klein is, wat over het algemeen geschikt is voor het snel snijden van dunne materialen. Omdat de lens met lange brandpuntsafstand een brede brandpuntsdiepte heeft, is hij meer geschikt voor het snijden van dikke werkstukken, zolang hij maar voldoende vermogensdichtheid heeft.
Na het bepalen welke lens met brandpuntsafstand moet worden gebruikt, is vooral de relatieve positie van de focus en het werkstukoppervlak belangrijk om de snijkwaliteit te waarborgen. Omdat de vermogensdichtheid bij de focus het hoogst is, bevindt de focuspositie zich in de meeste gevallen net op het werkstukoppervlak of iets onder het oppervlak tijdens het snijden. In het hele snijproces is het een belangrijke voorwaarde om ervoor te zorgen dat de relatieve positie tussen de focus en het werkstuk constant is om een stabiele snijkwaliteit te verkrijgen. Soms wordt de lens verwarmd door slechte koeling tijdens het gebruik, wat resulteert in een verandering in brandpuntsafstand, wat een tijdige aanpassing van de scherpstelpositie vereist.
Wanneer de focus op de beste positie is, is de snede het kleinst en de efficiëntie het hoogst. De beste snijsnelheid kan het beste snijresultaat opleveren. Bij de meeste toepassingen wordt de bundelfocus net onder het mondstuk afgesteld. De afstand tussen het mondstuk en het werkstukoppervlak is over het algemeen ongeveer 1,5 mm.
3. Invloed van hulpgasdruk op snijeffect
Over het algemeen is hulpgas vereist voor het snijden van materiaal, en het probleem heeft voornamelijk betrekking op het type en de druk van het hulpgas. Over het algemeen worden het hulpgas en de laserstraal coaxiaal uitgestoten om de lens te beschermen tegen verontreiniging en om de slak op de bodem van het snijgebied weg te blazen. Gebruik voor niet-metalen materialen en sommige metalen materialen perslucht of inert gas om gesmolten en verdampte materialen te verwijderen, terwijl overmatige verbranding in het snijgebied wordt voorkomen.
Voor het meeste metaallasersnijden wordt actief gas (zolang het O2) gebruikt om een exotherme oxidatiereactie met heet metaal te vormen. Deze extra warmte kan de snijsnelheid met 1/3~1/2 verhogen.
Uitgaande van het waarborgen van het hulpgas, is de gasdruk een zeer belangrijke factor. Bij het met hoge snelheid snijden van dunne materialen is een hoge gasdruk vereist om te voorkomen dat slak aan de achterkant van de snede blijft kleven (hete slak zal de snijrand beschadigen wanneer deze het werkstuk raakt). Wanneer de materiaaldikte toeneemt of de snijsnelheid laag is, moet de gasdruk op de juiste manier worden verlaagd. Om te voorkomen dat de kunststof snijkant bevriest, is het beter om met een lagere gasdruk te snijden.
De praktijk van lasersnijden toont aan dat wanneer het hulpgas O2 is, de zuiverheid ervan een aanzienlijke invloed heeft op de snijkwaliteit. Een reductie van 2 procent in O2-zuiverheid zal de snijsnelheid met 50 procent verminderen en leiden tot een aanzienlijke verslechtering van de kwaliteit van de incisie.
4. Reflectiviteit van het materiaaloppervlak:
Voor een ver-infraroodstraal van 10,6 mm die wordt uitgezonden door een CO2-lasersnijmachine, kunnen niet-metalen materialen het goed absorberen, dat wil zeggen dat ze een hoog absorptievermogen hebben; Metalen materialen hebben een slechte absorptie van 10,6 mm bundel, vooral goud, zilver, koper en aluminium metalen met een hoge reflectiviteit. Over het algemeen is een CO2-laserstraal, in het bijzonder een continue golfstraal, niet geschikt voor het snijden van dergelijke materialen. Voor aluminium- en kopermetalen is over het algemeen meer dan 3 kW nodig om voldoende aanvankelijk vermogen te vormen om de aanvankelijke gaten te verkrijgen die nodig zijn voor het penetratie-effect. Ferro-staalmaterialen, nikkel, titanium, enz. Hebben een bepaalde absorptiesnelheid voor een CO2-straal van 10,6 mm, vooral wanneer het materiaaloppervlak wordt verwarmd tot een bepaalde temperatuur of oxidefilm, zal de absorptiesnelheid aanzienlijk worden verbeterd, om beter snijden te verkrijgen effect. Voor ondoorzichtige materialen is het absorptievermogen=(1 - reflectievermogen) gerelateerd aan de oppervlaktetoestand, temperatuur en golflengte van het materiaal.
De absorptie van het materiaal voor de straal speelt een belangrijke rol in de beginfase van de verwarming, maar zodra de gaten in het werkstuk zijn gevormd, zorgt het blackbody-effect van de gaten ervoor dat de absorptie van het materiaal voor de straal bijna 100 procent is.
De oppervlaktetoestand van materialen heeft een directe invloed op de absorptie van lichtstralen, vooral de oppervlakteruwheid en de oppervlakteoxidelaag zullen duidelijke veranderingen in het oppervlakteabsorptievermogen veroorzaken. In de praktijk van lasersnijden kan soms het effect van de oppervlaktetoestand van het materiaal op de straalabsorptie worden gebruikt om de snijprestaties van materialen te verbeteren.
5. Invloed van snijbrander en mondstuk
Het ontwerp en de fabricage van de snijbrander hebben een belangrijke invloed op het verkrijgen van een goede snijkwaliteit, met name het mondstuk. Als het mondstuk niet goed is geselecteerd of onderhouden, is het gemakkelijk om vervuiling of schade te veroorzaken, of is de ronding van de mondstukmond niet goed of veroorzaken de hete metalen spatten lokale verstopping, waardoor wervelstromen in het mondstuk ontstaan, wat resulteert in aanzienlijke verslechtering van de snijprestaties. Soms is de mondstukmond anders dan de as van de gefocusseerde straal, waardoor een straal wordt gevormd om de mondstukrand af te snijden, wat ook de trimkwaliteit beïnvloedt, de spleetbreedte vergroot en de snijmaat niet goed uitgelijnd maakt. Voor het mondstuk moet speciale aandacht worden besteed aan twee problemen, namelijk de diameter van het mondstuk en de afstand tussen het mondstuk en het oppervlak van het werkstuk.
6. Invloed van extern optisch systeem
De originele straal die door de laser wordt uitgezonden, wordt door het externe optische padsysteem (inclusief reflectie en transmissie) overgedragen en schijnt nauwkeurig op het oppervlak van het werkstuk met een extreem hoge vermogensdichtheid.
De optische elementen van het externe optische padsysteem moeten regelmatig worden gecontroleerd en op tijd worden afgesteld om ervoor te zorgen dat wanneer de snijbrander boven het werkstuk loopt, de straal correct wordt overgebracht naar het midden van de lens en wordt gefocusseerd in een klein lichtpunt om te snijden het werkstuk met hoge kwaliteit. Zodra de positie van een optisch element verandert of vervuild is, wordt de snijkwaliteit aangetast of kan zelfs het snijden niet worden uitgevoerd.
De externe optische padlens is vervuild door onzuiverheden in de luchtstroom, opspattende deeltjes in het snijgebied zijn gebonden of de lens is niet voldoende gekoeld, waardoor de lens oververhit raakt en de energietransmissie van de straal wordt beïnvloed. Het zal de drift van de collimatie van het optische pad veroorzaken en tot ernstige gevolgen leiden. Oververhitting van de lens zal ook brandpuntsvervorming veroorzaken en zelfs de lens zelf in gevaar brengen.
Het bovenstaande zijn de zes factoren die het snijeffect van een lasersnijmachine beïnvloeden. In het eigenlijke operatieproces moet aandacht worden besteed.
Over HGTECH: HGTECH is de pionier en leider van industriële lasertoepassingen in China en de toonaangevende leverancier van wereldwijde laserverwerkingsoplossingen. We hebben uitgebreide laserintelligente apparatuur, meet- en automatiseringsproductielijnen en slimme fabrieksconstructies ingericht om algemene oplossingen voor intelligente productie te bieden.
