Lasrar användes först för skärning redan på 1970-talet. När en fokuserad laserstråle träffar ett arbetsstycke värms det bestrålade området upp kraftigt för att smälta eller förånga materialet. När laserstrålen penetrerar arbetsstycket börjar skärprocessen: laserstrålen rör sig längs konturen medan materialet smälter. Och det här är laserskärning!
Laserskärningsteknik processparametrar
Laserskärningsteknik måste vara bekant för alla. Laserskärningsteknik är en bearbetningsmetod som använder en laserstråle med hög-energi-densitet för att exakt skära material. Det används i stor utsträckning vid bearbetning av metall och icke-metallmaterial. Den vanligaste laserskärningsutrustningen är laserskärningsmaskiner.
De viktigaste processparametrarna för laserskärning inkluderar skärande laserkraft, skärhastighet, skärtjocklek och gasflöde. Andra faktorer, såsom laserstrålekvalitet, linsens brännvidd, defokusering och munstycke, har också stor inverkan på laserskärning.
1. Laserkraft
Laserkraft är en av de viktigaste parametrarna för en laserskärmaskin. Ju högre effekt, desto snabbare skärhastighet och desto större skärtjocklek. Generellt sett är laserkraft laserns kraft.
När det gäller materialegenskaperna, om ytans reflektionsförmåga hos materialet är hög, då när lasern bestrålas till materialets yta, kommer mer energi att reflekteras tillbaka istället för att absorberas av materialet för skärning. Därför, för att säkerställa tillräcklig energi för skärning, måste laserns effekt ökas. På liknande sätt, om materialets värmeledningsförmåga är god, kommer värmen som genereras av laserstrålningen snabbt att ledas in i materialet, vilket gör det svårt för skärområdets temperatur att stiga till en nivå som är tillräcklig för skärning. Vid denna tidpunkt måste laserns kraft också ökas för att förbättra skäreffektiviteten. Dessutom kräver skärande material med höga smältpunkter också större lasereffekt och effekttäthet. Eftersom material med höga smältpunkter kräver mer energi för att smälta eller förånga dem, för att uppnå syftet med skärning.
2. Skärhastighet
Under vissa kraftförhållanden, när plåttjockleken ökar, behöver laserstrålen penetrera djupare materiallager för att slutföra skärningen. Studier har visat att förhållandet mellan skärhastighet och ytjämnhet hos snittet inte är ett enkelt linjärt samband, utan presenterar en U--formad förändringstrend. Detta innebär att för material med olika plåttjocklekar och olika skärgastryckförhållanden finns en optimal skärhastighetspunkt. Vid skärning med denna hastighet kan skärytans grovhetsvärde minimeras, det vill säga skärningen är den jämnaste. Generellt sett gäller att ju snabbare skärhastighet, desto större effekt krävs.
Skärhastigheten avser den längd som laserskärmaskinen kan skära per minut. Ju snabbare hastighet, desto högre effektivitet. Laserskärmaskinens skärhastighet är relaterad till materialets typ, tjocklek, hårdhet etc. och påverkas även av lasereffekten och punktdiametern.
3. Skärtjocklek
Skärtjockleken hänvisar till tjockleken på materialet som laserskärmaskinen kan skära. Faktorer som påverkar skärtjockleken inkluderar:
Utrustningseffekt: Ju högre effekt utrustningen har, desto större tjocklek kan skäras.
Materialtyp: Olika material har olika hårdhet, densitet och seghet, vilket påverkar skärtjockleken.
Skärteknik: Olika skärtekniker (som laser, vattenstråle, plasma) har olika maximala skärtjocklekar.
Skärprocessparametrar: Såsom skärhastighet, gastryck etc. kommer också att påverka skärtjockleken.
4. Gastryck
Under smältskärningsprocessen värmer laserstrålen materialet till smälttemperaturen, och gasen som blåses vid denna tidpunkt spelar rollen som att blåsa bort den flytande metallen och därigenom bilda ett snitt. Gastrycket måste vara tillräckligt stort för att effektivt ta bort den smälta metallen och säkerställa kontinuiteten i skärningen och klarheten i snittet. Gasflödeshastigheten är också relaterad till munstycksformen. Olika munstycksformer har olika effekter på gasens distribution och flödesegenskaper, så den tillämpliga gasflödeshastigheten kommer också att vara olika. När du väljer munstycke och ställer in gasflödet är det nödvändigt att matcha och optimera enligt de specifika skärkraven och materialegenskaperna.
5. Stråla
Strålläget som utmatas av lasern är avgörande för skäreffekten. Experimentella studier har visat att snittbredden är nästan lika med laserpunktens diameter under icke-syre--assisterad skärning. Punktstorleken är proportionell mot fokuseringslinsens brännvidd, det vill säga ju längre brännvidd, desto större punkt; ju kortare brännvidd, desto mindre punkt. Men även om ett objektiv med kort brännvidd kan få en mindre fläck, reduceras också dess brännvidd i enlighet med detta. Ju mindre bränndjup desto strängare avståndskrav från arbetsstyckets yta till linsen. Ofokuseringsmängden har en större inverkan på skärhastigheten och skärdjupet och måste förbli oförändrad under skärprocessen. I allmänhet använder defokuseringsmängden ett negativt värde, det vill säga att fokalpositionen placeras vid en punkt under skärplattans yta.
6. Munstycke
Munstycket är en viktig komponent som påverkar kvaliteten och effektiviteten av laserskärning. Laserskärning använder vanligtvis ett koaxialt munstycke (luftflöde och optisk axel koncentriskt) och munstyckets utloppsdiameter bör väljas i enlighet med tjockleken på skärmaterialet. Dessutom har avståndet från munstycket till arbetsstyckets yta stor inverkan på skärkvaliteten. För att säkerställa stabiliteten i skärprocessen måste detta avstånd förbli oförändrat.
Standard för kvalitetsutvärdering av laserskärning
Användningen av laser vid skärning av metallmaterial är redan välkänd, men många vet inte hur man bedömer kvaliteten på bearbetningen när de använder laserskärmaskiner. Faktum är att skärkvaliteten vanligtvis bedöms utifrån perspektiven av ytjämnhet, bottengrad och slitsbredd.
1. Ändytans ojämnhet
När lasern skär materialet påverkas det av luftflödet och matningshastigheten och ändytan kommer att bilda vertikala (eller lutande) linjer. Ju djupare linjer, desto grovare ändyta, och ju grundare linjer, desto jämnare ändyta. Grovhet påverkar inte bara kantens utseende, utan påverkar också friktionsegenskaperna. Därför, ju lägre grovhet, desto högre skärkvalitet. Genom att justera parametrar som lasereffekt, matningshastighet, brännvidd, hjälpgastyp och lufttryck kan ändytans ojämnhet kontinuerligt optimeras.
2. Bottengrad
Principen för laserskärning av metall är att förånga metallen omedelbart genom laserns höga energi och blåsa bort slaggen på arbetsstyckets yta genom hjälpgasen. Men i själva bearbetningsprocessen kommer faktorer som materialtjocklek, otillräckligt lufttryck och felaktig matningshastighet att orsaka att en del slagg bildar grader efter kylning och hänger på botten av arbetsstycket. Vid denna tidpunkt krävs ytterligare avgradningsarbete, vilket drar på sig extra arbetstimmar. Graderna och slaggen i botten av arbetsstycket är mycket viktiga kriterier för att bedöma skärkvaliteten.
3. Skärsömsbredd
Skärsömsbredden är en återspegling av bearbetningsnoggrannheten. Det påverkar vanligtvis inte skärkvaliteten. Skärsömsbredden blir bara en viktig indikator när en särskilt exakt kontur eller mönster behöver formas inuti arbetsstycket. Skärsömsbredden bestämmer konturens minsta innerdiameter. Ju mindre skärsömsbredden är, desto mer exakt blir konturen och desto mindre håldiameter kan bearbetas. Detta är också en av de viktiga fördelarna med laserskärning som ersätter plasmaskärning.
Strategi för förbättring av tillämpningar för laserskärningsteknik
I själva tillämpningen av laserskärningsteknik är förbättrad skäreffektivitet, förbättrad skärkvalitet och minskade skärkostnader en av de saker vi ofta behöver tänka på. För att förbättra laserskärningstekniken för att förbättra produktionseffektiviteten, skärkvaliteten och minska kostnaderna kan vi utgå från följande aspekter:
1. Med laserteknikens framsteg kan användningen av lasrar med högre effekt avsevärt öka skärhastigheten, samtidigt som den minskar den värmepåverkade zonen och materialdeformationen, vilket gör skärningen effektivare och bättre kvalitet, särskilt lämplig för skärning av tjockare material.
2. Justera rimligt parametrar som lasereffekt, skärhastighet, hjälpgastyp och tryck, och avståndet mellan munstycket och materialet, och gör fininställningar enligt specifika material och skärkrav. Genom flera tester, hitta den optimala parameterkombinationen för att förbättra skäreffektiviteten och kvaliteten.
3. Genom det automatiska fokuseringssystemet justeras laserfokuspositionen automatiskt efter materialtjocklek och typ för att säkerställa skärnoggrannhet.
4. Minska tiden för att inte-klippa och förbättra den totala driftseffektiviteten genom att snabbt flytta skärhuvudet till nästa skärstartpunkt.
5. Upptäck materialets kant och lutningsvinkel automatiskt, justera skärbanan automatiskt och reducera materialspill och förbearbetningstid.
6. Använd kapslingsprogramvara för simulerad skärning, planera den enklaste skärbanan, minska tomma slag och förbättra materialutnyttjandet och skärhastigheten.
7. Underhåll och serva laserskärmaskinen regelbundet, såsom byte av slitdelar, rengöring av optiska komponenter, kalibreringsutrustning, etc., för att säkerställa en lång-stabil drift av utrustningen och bibehålla optimal skärprestanda.
8. Håll laserskärmaskinens arbetsmiljö ren, med lämplig temperatur och måttlig luftfuktighet för att undvika påverkan av damm och överdriven luftfuktighet på utrustningen och skäreffekten.
9. Använd mer avancerade styrsystem och mjukvara för att förbättra kontrollnoggrannheten och svarshastigheten och stödja mer komplexa skäruppgifter.
10. Fortsätt att uppmärksamma nya utvecklingar inom laserteknik, såsom effektivare laserkällor, mer avancerade optiska system, intelligenta mjukvarualgoritmer etc., för att kontinuerligt förbättra skärkapaciteten.
Om du vill lära dig mer om laserskärning, eller vill köpa den bästa laserskärningsmaskinen för dig, vänligen lämna ett meddelande på vår hemsida och maila oss direkt!
Kontakta oss: