Corte a laseraplicativo
Os lasers de CO2 de fluxo axial rápido são usados principalmente para corte a laser de materiais metálicos, principalmente devido à sua boa qualidade de feixe. Embora a refletividade da maioria dos metais aos feixes de laser de CO2 seja bastante alta, a refletividade da superfície metálica à temperatura ambiente aumenta com o aumento da temperatura e do grau de oxidação. Uma vez danificada a superfície do metal, a refletividade do metal fica próxima de 1. Para corte a laser de metal, é necessária uma potência média maior, e apenas lasers de CO2 de alta potência apresentam essa condição.
1. Corte a laser de materiais de aço
1.1 Corte a laser contínuo de CO2 Os principais parâmetros do processo de corte a laser contínuo de CO2 incluem potência do laser, tipo e pressão do gás auxiliar, velocidade de corte, posição focal, profundidade focal e altura do bico.
(1) Potência do laser A potência do laser tem grande influência na espessura de corte, velocidade de corte e largura da incisão. Quando outros parâmetros são constantes, a velocidade de corte diminui com o aumento da espessura da placa de corte e aumenta com o aumento da potência do laser. Em outras palavras, quanto maior a potência do laser, mais espessa será a placa que pode ser cortada, mais rápida será a velocidade de corte e um pouco maior será a largura da incisão.
(2) Tipo e pressão do gás auxiliar Ao cortar aço de baixo carbono, o CO2 é usado como gás auxiliar para utilizar o calor da reação de combustão ferro-oxigênio para promover o processo de corte. A velocidade de corte é alta e a qualidade da incisão é boa, especialmente a incisão sem escória pegajosa pode ser obtida. Ao cortar aço inoxidável, é usado CO2. A escória adere facilmente à parte inferior da incisão. O gás misto CO2 + N2 ou o fluxo de gás de camada dupla são frequentemente usados. A pressão do gás auxiliar tem um efeito significativo no efeito de corte. Aumentar adequadamente a pressão do gás pode aumentar a velocidade de corte sem escória pegajosa devido ao aumento no momento do fluxo de gás e à melhoria da capacidade de remoção de escória. Contudo, se a pressão for muito alta, a superfície de corte torna-se áspera. O efeito da pressão do oxigênio na rugosidade média da superfície da incisão é mostrado na figura abaixo.
A pressão corporal também depende da espessura da placa. Ao cortar aço de baixo carbono com um laser de CO2 de 1kW, a relação entre a pressão do oxigênio e a espessura da placa é mostrada na figura abaixo.
(3) Velocidade de corte A velocidade de corte tem um impacto significativo na qualidade do corte. Sob certas condições de potência do laser, existem valores críticos superiores e inferiores correspondentes para uma boa velocidade de corte ao cortar aço com baixo teor de carbono. Se a velocidade de corte for maior ou menor que o valor crítico, ocorrerá aderência de escória. Quando a velocidade de corte é lenta, o tempo de ação do calor da reação de oxidação na aresta de corte é estendido, a largura do corte aumenta e a superfície de corte torna-se áspera. À medida que a velocidade de corte aumenta, a incisão torna-se gradualmente mais estreita até que a largura da incisão superior seja equivalente ao diâmetro do local. Neste momento, a incisão é ligeiramente em forma de cunha, larga na parte superior e estreita na parte inferior. À medida que a velocidade de corte continua a aumentar, a largura da incisão superior continua a diminuir, mas a parte inferior da incisão torna-se relativamente mais larga e assume uma forma de cunha invertida.
(5) Profundidade de foco
A profundidade do foco tem um certo impacto na qualidade da superfície de corte e na velocidade de corte. Ao cortar placas de aço relativamente grandes, deve-se usar uma viga com grande profundidade focal; ao cortar placas finas, deve-se usar um feixe com pequena profundidade focal.
(6)Altura do bico
A altura do bico refere-se à distância da superfície final do bico auxiliar de gás até a superfície superior da peça de trabalho. A altura do bico é grande e o impulso do fluxo de ar auxiliar ejetado é fácil de flutuar, o que afeta a qualidade e a velocidade do corte. Portanto, ao cortar a laser, a altura do bico geralmente é minimizada, geralmente 0,5 ~ 2,0 mm.
① Aspectos do laser
um. Aumente a potência do laser. O desenvolvimento de lasers mais potentes é uma forma direta e eficaz de aumentar a espessura do corte.
b. Processamento de pulso. Os lasers pulsados têm potência de pico muito alta e podem penetrar placas de aço espessas. A aplicação da tecnologia de corte a laser de pulso estreito de alta frequência e largura de pulso pode cortar placas de aço espessas sem aumentar a potência do laser, e o tamanho da incisão é menor do que o corte a laser contínuo.
c. Use novos lasers
②Sistema óptico
um. Sistema óptico adaptativo. A diferença do corte a laser tradicional é que não é necessário colocar o foco abaixo da superfície de corte. Quando a posição do foco flutua para cima e para baixo alguns milímetros ao longo da direção da espessura da placa de aço, a distância focal no sistema óptico adaptativo mudará com a mudança da posição do foco. As alterações para cima e para baixo na distância focal coincidem com o movimento relativo entre o laser e a peça de trabalho, fazendo com que a posição do foco mude para cima e para baixo ao longo da profundidade da peça de trabalho. Este processo de corte no qual a posição do foco muda de acordo com as condições externas pode produzir cortes de alta qualidade. A desvantagem deste método é que a profundidade de corte é limitada, geralmente não superior a 30 mm.
b. Tecnologia de corte bifocal. Uma lente especial é usada para focar o feixe duas vezes em partes diferentes. Conforme mostrado na Figura 4.58, D é o diâmetro da parte central da lente e é o diâmetro da parte da borda da lente. O raio de curvatura no centro da lente é maior que a área circundante, formando um foco duplo. Durante o processo de corte, o foco superior está localizado na superfície superior da peça de trabalho e o foco inferior está localizado próximo à superfície inferior da peça de trabalho. Esta tecnologia especial de corte a laser de foco duplo tem muitas vantagens. Para cortar aço-carbono, ele pode não apenas manter um feixe de laser de alta intensidade na superfície superior do metal para atender às condições necessárias para a ignição do material, mas também manter um feixe de laser de alta intensidade próximo à superfície inferior do metal para atender aos requisitos de ignição. A necessidade de produzir cortes limpos em toda a gama de espessuras de materiais. Essa tecnologia amplia a gama de parâmetros para obtenção de cortes de alta qualidade. Por exemplo, usando um CO2 de 3kW. laser, a espessura de corte convencional pode atingir apenas 15 ~ 20 mm, enquanto a espessura de corte usando tecnologia de corte de foco duplo pode atingir 30 ~ 40 mm.
③Bocal e fluxo de ar auxiliar
Projete razoavelmente o bocal para melhorar as características do campo de fluxo de ar. O diâmetro da parede interna do bocal supersônico primeiro encolhe e depois se expande, o que pode gerar fluxo de ar supersônico na saída. A pressão de alimentação de ar pode ser muito elevada sem gerar ondas de choque. Ao usar um bico supersônico para corte a laser, a qualidade do corte também é ideal. Como a pressão de corte do bico supersônico na superfície da peça é relativamente estável, ele é especialmente adequado para corte a laser de chapas grossas de aço.
Horário da postagem: 18 de julho de 2024
