Cắt laser gần như là quy trình cắt tiên tiến nhất trên thế giới. Nó có thể cắt hầu hết các vật liệu kim loại và phi kim loại và có thể được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp. Nó có ưu điểm là sản xuất chính xác, cắt linh hoạt, gia công hình dạng đặc biệt, tạo hình một lần, tốc độ cao, hiệu quả cao và có thể giải quyết nhiều vấn đề mà các phương pháp thông thường không thể giải quyết được. Bài viết này sẽ cùng bạn nói về chiếc máy này.
Cắt laser là một quá trình trong đó chùm tia laser phát ra từ máy phát laser được thấu kính hội tụ để tạo thành một điểm năng lượng cao cực nhỏ tại tiêu điểm, để điểm này có thể được hội tụ tại một vị trí thích hợp của vật liệu, được hấp thụ bởi vật liệu, nhanh chóng bị hóa hơi, nóng chảy, đốt cháy hoặc đạt đến điểm bắt lửa, và chất thải nóng chảy được thổi bay bằng khí phụ áp suất cao (bao gồm carbon dioxide, oxy, nitơ, v.v.). Đầu laser được điều khiển bởi một động cơ servo có thể lập trình và đầu cắt di chuyển dọc theo một lộ trình định trước với chùm tia di chuyển trên vật liệu, để cắt các chi tiết gia công có nhiều hình dạng khác nhau.
Ánh sáng có màu đỏ, cam, vàng và xanh lục, có thể bị các vật thể hấp thụ hoặc phản xạ; Laser cũng là ánh sáng, sẽ thể hiện các đặc tính khác nhau tùy theo các bước sóng khác nhau. Môi trường khuếch đại của máy phát laser (tức là môi trường có thể chuyển đổi năng lượng điện thành laser) xác định bước sóng laser, công suất đầu ra và trường ứng dụng. Môi trường khuếch đại của laser có thể được chia thành khí, lỏng và rắn. Khí đại diện là laser khí CO2; Các chất rắn đại diện bao gồm laser sợi quang, laser YAG, laser hồng ngọc, laser bán dẫn, v.v.; Laser lỏng sử dụng một số chất lỏng (thường là dung môi hữu cơ, chẳng hạn như thuốc nhuộm) làm môi trường làm việc để tạo ra tia laser và phát ra tia laser.
Các vật liệu cắt khác nhau có thể hấp thụ các bước sóng laser khác nhau, do đó cần phải điều chỉnh các máy phát laser thích hợp. Hiện nay, máy phát laser sợi quang được sử dụng rộng rãi nhất trong ngành công nghiệp ô tô.
Các phương pháp cắt bằng laser chủ yếu bao gồm cắt nóng chảy, cắt oxy hóa, cắt hóa hơi, cắt đứt gãy có hướng dẫn, ... Khi lựa chọn phương pháp cắt, các đặc điểm của chúng, vật liệu tấm và đôi khi hình dạng cắt cần được xem xét. Cắt hóa hơi bằng laser cần nhiều nhiệt hơn là nóng chảy, và thích hợp để cắt các vật liệu kim loại cực mỏng và vật liệu phi kim loại. Quá trình cắt oxy hóa bằng laser nhanh hơn với sự trợ giúp của nhiệt phản ứng của oxy và kim loại, và chất lượng cắt tương đối kém, thích hợp cho việc cắt tấm dày. Cắt nóng chảy bằng laser được sử dụng rộng rãi trong ngành ô tô và kim loại tấm do sử dụng khí che chắn để ngăn xỉ văng ra, đường cắt mịn và chất lượng đường cắt tốt. Ngoài ra, cắt nóng chảy và cắt khí hóa có thể thu được đường cắt không bị ôxy hóa, điều này có ý nghĩa lớn đối với việc cắt với các yêu cầu đặc biệt.
Quy trình công nghệ cắt laser tương đối đơn giản. Đường cắt laser và chương trình thông số được thiết lập trước tùy theo các sản phẩm khác nhau. Nói chung, các lỗ được cắt trước, sau đó cắt các cạnh. Quá trình sản xuất cắt có thể được thực hiện trực tiếp sau khi phần đầu tiên đã qua quá trình vận hành thử. Nhưng để cắt được những sản phẩm chất lượng nhất không phải là điều dễ dàng. Nó liên quan chặt chẽ đến vật liệu cắt, chế độ laser, công suất, tốc độ cắt, áp suất khí phụ, v.v.
Laser nói chung có ba chế độ làm việc: chế độ liên tục, chế độ điều chế và chế độ xung.
Ở chế độ liên tục, công suất đầu ra của tia laser không đổi, giúp nhiệt đi vào tấm đồng đều hơn. Nó thích hợp cho việc cắt nhanh nói chung. Một mặt có thể nâng cao hiệu quả công việc, mặt khác cũng tránh được sự biến đổi ác tính của vùng ảnh hưởng nhiệt do tập trung nhiệt gây ra.
Công suất laser của chế độ điều chế là một hàm của tốc độ cắt. Nó có thể giữ cho nhiệt đi vào tấm kim loại ở mức tương đối thấp bằng cách hạn chế nguồn điện tại mỗi điểm, để tránh cháy ở mép đường cắt. Do điều khiển phức tạp nên nó không hiệu quả lắm và chỉ sử dụng được trong thời gian ngắn.
Mặc dù chế độ xung có thể được chia thành ba trường hợp, nó thực sự chỉ là sự khác biệt về cường độ, và thường được lựa chọn theo đặc tính của vật liệu và độ chính xác của kết cấu.
Tia laser thường hoạt động ở chế độ đầu ra liên tục. Để có được chất lượng cắt tốt nhất, cần phải điều chỉnh tốc độ tiến dao cho một loại vật liệu nhất định, chẳng hạn như tăng tốc, giảm tốc và độ trễ khi quay. Do đó, trong chế độ đầu ra liên tục, giảm công suất là không đủ, và công suất laser phải được điều chỉnh bằng cách thay đổi xung.
Khí sử dụng cho thiết bị cắt laser bao gồm khí làm việc laser, khí che chắn và khí phụ trợ.
Nitơ thường được sử dụng để cắt thép không gỉ và một số thép cường độ cao, được sử dụng để ngăn chặn phản ứng oxy hóa và thổi các vật liệu nóng chảy. Độ tinh khiết của nitơ được yêu cầu cao. Đối với thép không gỉ có đường kính lớn hơn 8mm, thường yêu cầu độ tinh khiết 99,999 phần trăm. Oxy thích hợp để cắt tấm dày, cắt tốc độ cao và cắt tấm cực mỏng. Không khí thích hợp để cắt nhôm, phi kim loại và thép tấm mạ kẽm. Ở một mức độ nhất định, nó có thể làm giảm màng oxit và tiết kiệm chi phí. Về giá thành, oxy dùng để cắt thép cacbon tương đối rẻ, và lượng nitơ dùng để cắt thép cacbon lớn. Thép không gỉ càng dày, hàm lượng nitơ và độ tinh khiết càng cao thì giá thành càng cao. Hiện tại, chi phí cắt của nitơ có độ tinh khiết cao là khoảng 35-40 CNY / h, cao hơn so với oxy, khoảng 10-15 CNY / h.
Tốc độ cắt laser tối đa có thể đạt tới 40m / phút và quá trình xử lý thực tế thường chỉ bằng 1 / 3 - 1 / 2 tốc độ tối đa. Bởi vì tốc độ càng cao, độ chính xác động của cơ cấu servo càng thấp, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng cắt. Khi cắt lỗ tròn, tốc độ cắt càng cao, đường kính lỗ càng nhỏ, độ tròn càng kém. Tốc độ cắt tối đa chỉ có thể được sử dụng để nâng cao hiệu quả khi cắt thẳng dài. Trong quá trình cắt thực tế, cần điều chỉnh công suất laser, áp suất không khí và các thông số liên quan khác để đạt được tốc độ cắt tối ưu phù hợp với sản phẩm theo chất liệu, độ dày và các yêu cầu kỹ thuật liên quan của sản phẩm.
Theo yêu cầu sản phẩm khác nhau, cần phải liên tục điều chỉnh các thông số trong các điều kiện làm việc khác nhau để đạt được các thông số quá trình tốt nhất. Độ chính xác định vị danh nghĩa có thể đạt được bằng cách cắt bằng laser là {{0}}. 0 8 mm và độ chính xác định vị lặp lại là 0. 03 mm. Trên thực tế, dung sai tối thiểu có thể đạt được là: khẩu độ ± 0,05mm, vị trí lỗ ± 0,2mm.
Các vật liệu khác nhau và độ dày khác nhau yêu cầu năng lượng nóng chảy khác nhau, và công suất phát tia laser yêu cầu cũng khác nhau. Trong quá trình sản xuất, cần phải cân bằng giữa tốc độ và chất lượng sản xuất, lựa chọn và thiết lập công suất đầu ra và tốc độ cắt phù hợp, đảm bảo rằng có năng lượng thích hợp trong khu vực cắt, và vật liệu có thể được nấu chảy hiệu quả và thổi bay kịp thời.
Hiệu suất của laser để chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng laser là khoảng 30 phần trăm ~ 35 phần trăm, công suất đầu ra là 1500W và công suất đầu vào khoảng 4285W ~ 5000W. Công suất đầu vào thực tế tiêu thụ lớn hơn nhiều so với công suất đầu ra danh nghĩa. Ngoài ra, theo nguyên lý bảo toàn năng lượng, các năng lượng khác chuyển hóa thành nhiệt năng để phát xạ nên tia laser cần được trang bị thêm máy làm lạnh để hạ nhiệt.
Giới thiệu về HGTECH: HGTECH là công ty tiên phong và dẫn đầu về ứng dụng công nghiệp laser tại Trung Quốc, đồng thời là nhà cung cấp có thẩm quyền các giải pháp xử lý laser toàn cầu. Chúng tôi đã bố trí toàn diện thiết bị thông minh laser, dây chuyền sản xuất đo lường và tự động hóa, và xây dựng nhà máy thông minh để cung cấp các giải pháp tổng thể cho sản xuất thông minh.
