1. Urządzenie specjalne
Aby ograniczyć zmianę wielkości plamki ogniskowej spowodowaną zmianą wielkości wiązki przedogniskowej, producent systemów cięcia laserowego udostępnia użytkownikom do wyboru specjalne urządzenia:
(1) Kolimator.Jest to powszechna metoda, polegająca na tym, że na końcu wyjściowym lasera CO2 dodaje się kolimator w celu przetwarzania ekspansji.Po rozszerzeniu średnica wiązki staje się większa, a kąt rozbieżności zmniejsza się, tak że rozmiar wiązki przed ogniskowaniem na bliskim i dalszym końcu jest prawie taki sam w zakresie roboczym cięcia.
(2) Do głowicy tnącej dodana jest niezależna dolna oś ruchomej soczewki, która składa się z dwóch niezależnych części, przy czym oś Z kontroluje odległość dyszy od powierzchni materiału.W przypadku ruchu stołu roboczego obrabiarki lub osi optycznej oś F belki przesuwa się jednocześnie od bliższego końca do dalszego końca, dzięki czemu średnica plamki pozostaje taka sama w całym obszarze obróbki po wiązka jest skupiona.
(3) Kontroluj ciśnienie wody w soczewce skupiającej (zwykle metalowy system ogniskowania refleksyjnego).Jeśli rozmiar wiązki przed ogniskowaniem zmniejszy się, a średnica ogniska wzrośnie, ciśnienie wody zostanie automatycznie kontrolowane w celu zmiany krzywizny ogniskowania w celu zmniejszenia średnicy plamki ogniskowej.
(4) Do latającej maszyny do cięcia ścieżki optycznej dodano system kompensacji ścieżki optycznej w kierunkach X i Y.Oznacza to, że gdy zwiększa się droga optyczna dalszego końca nacięcia, ścieżka optyczna kompensacji ulega skróceniu;I odwrotnie, gdy ścieżka optyczna w pobliżu końca tnącego jest zmniejszona, ścieżka optyczna kompensacji jest zwiększana, aby utrzymać stałą długość ścieżki optycznej.
2. Technologia cięcia i perforacji
Każdy rodzaj technologii cięcia termicznego, z wyjątkiem kilku przypadków, w których można rozpocząć od krawędzi płyty, zazwyczaj w płycie należy wywiercić mały otwór.Wcześniej w maszynie do tłoczenia laserowego wycinano otwór za pomocą stempla, a następnie wycinano z małego otworu laserem.W przypadku maszyn do cięcia laserowego bez urządzenia stemplującego istnieją dwie podstawowe metody perforacji:
(1) Wiercenie strzałowe: po napromieniowaniu materiału ciągłym laserem, w środku tworzy się wgłębienie, a następnie stopiony materiał jest szybko usuwany przez przepływ tlenu współosiowy z wiązką lasera, tworząc otwór.Ogólnie rzecz biorąc, wielkość otworu jest powiązana z grubością płyty.Średnia średnica otworu strzałowego stanowi połowę grubości blachy.Dlatego średnica otworu strzałowego grubszej płyty jest duża i nie jest okrągła.Nie nadaje się do stosowania na części o podwyższonych wymaganiach (np. rura ze szwem sita olejowego), a jedynie na odpady.Ponadto, ponieważ ciśnienie tlenu stosowane do perforacji jest takie samo jak przy cięciu, rozpryski są duże.
Ponadto perforacja impulsowa wymaga również bardziej niezawodnego systemu kontroli ścieżki gazu, aby zrealizować przełączanie rodzaju i ciśnienia gazu oraz kontrolę czasu perforacji.W przypadku perforacji impulsowej, aby uzyskać wysoką jakość nacięcia, należy zwrócić uwagę na technologię przejścia od perforacji pulsacyjnej w stanie stacjonarnym do cięcia ciągłego detalu ze stałą prędkością.Teoretycznie warunki skrawania sekcji przyspieszania można zazwyczaj zmieniać, takie jak ogniskowa, położenie dyszy, ciśnienie gazu itp., jednak w rzeczywistości zmiana powyższych warunków jest mało prawdopodobna ze względu na krótki czas.
3. Konstrukcja dyszy i technologia kontroli przepływu powietrza
Podczas cięcia laserowego stali tlen i skupiona wiązka lasera są strzelane do ciętego materiału przez dyszę, tworząc wiązkę przepływu powietrza.Podstawowym wymogiem dotyczącym przepływu powietrza jest to, aby przepływ powietrza do nacięcia był duży, a prędkość wysoka, aby wystarczające utlenienie mogło spowodować, że materiał nacięcia całkowicie przejdzie reakcję egzotermiczną;Jednocześnie pęd jest wystarczający do natryskiwania i wydmuchania stopionego materiału.Dlatego oprócz jakości wiązki i jej kontroli bezpośrednio wpływającej na jakość cięcia, należy uwzględnić konstrukcję dyszy i kontrolę przepływu powietrza (takie jak ciśnienie w dyszy, położenie przedmiotu obrabianego w strumieniu powietrza itp.). ) są również bardzo ważnymi czynnikami.Dysza do cięcia laserowego ma prostą konstrukcję, czyli stożkowy otwór z małym okrągłym otworem na końcu.W projektowaniu zwykle stosuje się eksperymenty i metody błędów.
Ponieważ dysza jest zwykle wykonana z czerwonej miedzi i ma małą objętość, jest to część wrażliwa i wymaga częstej wymiany, dlatego nie przeprowadza się obliczeń ani analiz hydrodynamicznych.Podczas użytkowania gaz o określonym ciśnieniu PN (nadciśnienie PG) wprowadzany jest od strony dyszy, co nazywa się ciśnieniem dyszy.Jest wyrzucany z wylotu dyszy i dociera na określoną odległość do powierzchni przedmiotu obrabianego.Jego ciśnienie nazywa się ciśnieniem cięcia PC, a ostatecznie gaz rozpręża się do ciśnienia atmosferycznego PA.Z prac badawczych wynika, że wraz ze wzrostem PN wzrasta prędkość przepływu, wzrasta także PC.
Do obliczenia można zastosować następujący wzór: v = 8,2d2 (PG + 1) V – natężenie przepływu gazu L/min – średnica dyszy MMPg – ciśnienie w dyszy (nadciśnienie) bar
Istnieją różne progi ciśnienia dla różnych gazów.Kiedy ciśnienie w dyszy przekracza tę wartość, przepływ gazu przypomina normalną ukośną falę uderzeniową, a prędkość przepływu gazu zmienia się z poddźwiękowej na naddźwiękową.Próg ten jest powiązany ze stosunkiem PN i PA oraz stopniem swobody (n) cząsteczek gazu: na przykład n = 5 tlenu i powietrza, więc jego próg PN = 1 bar × (1,2) 3,5 = 1,89 bar. Kiedy ciśnienie w dyszy jest wyższe, PN / PA = (1 + 1 / N) 1 + n / 2 (PN; 4bar), przepływ powietrza jest normalny, ukośna uszczelka udarowa staje się szokiem dodatnim, ciśnienie cięcia PC maleje, powietrze prędkość przepływu maleje, a na powierzchni przedmiotu obrabianego tworzą się prądy wirowe, co osłabia rolę przepływu powietrza w usuwaniu stopionych materiałów i wpływa na prędkość skrawania.Dlatego przyjmuje się dyszę ze stożkowym otworem i małym okrągłym otworem na końcu, a ciśnienie tlenu w dyszy jest często mniejsze niż 3 bary.
Czas publikacji: 26 lutego 2022 r
