Corte por lásersolicitud
Los láseres de CO2 de flujo axial rápido se utilizan principalmente para el corte por láser de materiales metálicos, principalmente debido a la buena calidad de su haz. Aunque la reflectividad de la mayoría de los metales a los rayos láser de CO2 es bastante alta, la reflectividad de la superficie del metal a temperatura ambiente aumenta con el aumento de la temperatura y el grado de oxidación. Una vez que la superficie del metal está dañada, la reflectividad del metal es cercana a 1. Para el corte por láser de metal, se necesita una potencia promedio más alta, y solo los láseres de CO2 de alta potencia tienen esta condición.
1. Corte por láser de materiales de acero.
1.1 Corte por láser continuo de CO2 Los principales parámetros del proceso de corte por láser continuo de CO2 incluyen la potencia del láser, el tipo y presión del gas auxiliar, la velocidad de corte, la posición focal, la profundidad focal y la altura de la boquilla.
(1) Potencia del láser La potencia del láser tiene una gran influencia en el espesor del corte, la velocidad de corte y el ancho de la incisión. Cuando otros parámetros son constantes, la velocidad de corte disminuye con el aumento del espesor de la placa de corte y aumenta con el aumento de la potencia del láser. En otras palabras, cuanto mayor sea la potencia del láser, más gruesa será la placa que se puede cortar, más rápida será la velocidad de corte y ligeramente mayor será el ancho de la incisión.
(2) Tipo y presión del gas auxiliar Al cortar acero con bajo contenido de carbono, se utiliza CO2 como gas auxiliar para utilizar el calor de la reacción de combustión de hierro y oxígeno para promover el proceso de corte. La velocidad de corte es alta y la calidad de la incisión es buena, especialmente se puede obtener la incisión sin escoria pegajosa. Al cortar acero inoxidable se utiliza CO2. La escoria se adhiere fácilmente a la parte inferior de la incisión. A menudo se utiliza gas mixto CO2 + N2 o flujo de gas de doble capa. La presión del gas auxiliar influye decisivamente en el efecto de corte. Aumentar adecuadamente la presión del gas puede aumentar la velocidad de corte sin escoria pegajosa debido al aumento en el impulso del flujo de gas y la mejora de la capacidad de eliminación de escoria. Sin embargo, si la presión es demasiado alta, la superficie de corte se vuelve rugosa. El efecto de la presión de oxígeno sobre la rugosidad promedio de la superficie de la incisión se muestra en la siguiente figura.
La presión corporal también depende del espesor de la placa. Al cortar acero con bajo contenido de carbono con un láser de CO2 de 1 kW, la relación entre la presión de oxígeno y el espesor de la placa se muestra en la siguiente figura.
(3) Velocidad de corte La velocidad de corte tiene un impacto significativo en la calidad del corte. Bajo ciertas condiciones de potencia del láser, existen valores críticos superior e inferior correspondientes para una buena velocidad de corte al cortar acero con bajo contenido de carbono. Si la velocidad de corte es mayor o menor que el valor crítico, se producirá la adherencia de la escoria. Cuando la velocidad de corte es lenta, el tiempo de acción del calor de la reacción de oxidación sobre el filo se prolonga, el ancho del corte aumenta y la superficie de corte se vuelve rugosa. A medida que aumenta la velocidad de corte, la incisión se vuelve gradualmente más estrecha hasta que el ancho de la incisión superior sea equivalente al diámetro del punto. En este momento, la incisión tiene forma ligeramente de cuña, ancha en la parte superior y estrecha en la parte inferior. A medida que la velocidad de corte continúa aumentando, la anchura de la incisión superior continúa haciéndose más pequeña, pero la parte inferior de la incisión se vuelve relativamente más ancha y adquiere una forma de cuña invertida.
(5) Profundidad de enfoque
La profundidad de enfoque tiene un cierto impacto en la calidad de la superficie de corte y la velocidad de corte. Al cortar placas de acero relativamente grandes, se debe utilizar una viga con una gran profundidad focal; al cortar placas delgadas, se debe utilizar un haz con una profundidad focal pequeña.
(6)Altura de la boquilla
La altura de la boquilla se refiere a la distancia desde la superficie final de la boquilla de gas auxiliar hasta la superficie superior de la pieza de trabajo. La altura de la boquilla es grande y el impulso del flujo de aire auxiliar expulsado es fácil de fluctuar, lo que afecta la calidad y velocidad del corte. Por lo tanto, cuando se corta con láser, la altura de la boquilla generalmente se minimiza, generalmente entre 0,5 y 2,0 mm.
① Aspectos del láser
a. Aumentar la potencia del láser. Desarrollar láseres más potentes es una forma directa y eficaz de aumentar el espesor de corte.
b. Procesamiento de pulsos. Los láseres pulsados tienen una potencia máxima muy alta y pueden atravesar gruesas placas de acero. La aplicación de tecnología de corte por láser de pulso de alta frecuencia y ancho de pulso estrecho puede cortar placas de acero gruesas sin aumentar la potencia del láser, y el tamaño de la incisión es más pequeño que el del corte por láser continuo.
do. Utilice nuevos láseres
②Sistema óptico
a. Sistema óptico adaptativo. La diferencia con el corte por láser tradicional es que no es necesario colocar el foco debajo de la superficie de corte. Cuando la posición de enfoque fluctúa hacia arriba y hacia abajo unos pocos milímetros a lo largo de la dirección del espesor de la placa de acero, la distancia focal en el sistema óptico adaptativo cambiará con el cambio de la posición de enfoque. Los cambios hacia arriba y hacia abajo en la distancia focal coinciden con el movimiento relativo entre el láser y la pieza de trabajo, lo que hace que la posición del enfoque cambie hacia arriba y hacia abajo a lo largo de la profundidad de la pieza de trabajo. Este proceso de corte en el que la posición del enfoque cambia según las condiciones externas puede producir cortes de alta calidad. La desventaja de este método es que la profundidad de corte es limitada, generalmente no más de 30 mm.
b. Tecnología de corte bifocal. Se utiliza una lente especial para enfocar el haz dos veces en diferentes partes. Como se muestra en la Figura 4.58, D es el diámetro de la parte central de la lente y es el diámetro de la parte del borde de la lente. El radio de curvatura en el centro de la lente es mayor que el área circundante, formando un doble foco. Durante el proceso de corte, el foco superior está situado en la superficie superior de la pieza de trabajo y el foco inferior está situado cerca de la superficie inferior de la pieza de trabajo. Esta tecnología especial de corte por láser de doble enfoque tiene muchas ventajas. Para cortar acero dulce, no solo puede mantener un rayo láser de alta intensidad en la superficie superior del metal para cumplir con las condiciones requeridas para que el material se encienda, sino que también puede mantener un rayo láser de alta intensidad cerca de la superficie inferior del metal. para cumplir con los requisitos de ignición. La necesidad de producir cortes limpios en toda la gama de espesores de material. Esta tecnología amplía la gama de parámetros para la obtención de cortes de alta calidad. Por ejemplo, usando un CO2 de 3kW. Con láser, el espesor de corte convencional solo puede alcanzar 15 ~ 20 mm, mientras que el espesor de corte que utiliza la tecnología de corte de doble enfoque puede alcanzar 30 ~ 40 mm.
③Boquilla y flujo de aire auxiliar
Diseñe razonablemente la boquilla para mejorar las características del campo de flujo de aire. El diámetro de la pared interior de la boquilla supersónica primero se contrae y luego se expande, lo que puede generar un flujo de aire supersónico en la salida. La presión del suministro de aire puede ser muy alta sin generar ondas de choque. Cuando se utiliza una boquilla supersónica para el corte por láser, la calidad del corte también es ideal. Dado que la presión de corte de la boquilla supersónica sobre la superficie de la pieza de trabajo es relativamente estable, es especialmente adecuada para el corte por láser de placas de acero gruesas.
Hora de publicación: 18-jul-2024
