Các phương pháp cắt khác nhau của máy cắt laser

Cắt laser là một phương pháp gia công không tiếp xúc với năng lượng cao và khả năng kiểm soát mật độ tốt. Điểm laser với mật độ năng lượng cao được hình thành sau khi hội tụ chùm tia laser, có nhiều đặc điểm khi được sử dụng trong cắt. Có bốn cách cắt laser khác nhau để đối phó với các tình huống khác nhau.

1. cắt nóng chảy 

Trong quá trình cắt nóng chảy bằng laser, vật liệu nóng chảy được đẩy ra nhờ luồng không khí sau khi phôi nóng chảy cục bộ. Bởi vì quá trình chuyển vật liệu chỉ xảy ra ở trạng thái lỏng của nó, quá trình này được gọi là quá trình cắt nóng chảy bằng laser.
Chùm tia laze với khí cắt trơ có độ tinh khiết cao làm cho vật liệu nóng chảy rời khỏi khe, trong khi bản thân khí không tham gia vào quá trình cắt. Cắt nóng chảy bằng laser có thể có tốc độ cắt cao hơn cắt bằng khí hóa. Năng lượng cần thiết cho quá trình khí hóa thường cao hơn năng lượng cần thiết để làm nóng chảy vật liệu. Trong quá trình cắt nóng chảy bằng laser, chùm tia laser chỉ bị hấp thụ một phần. Tốc độ cắt tối đa tăng khi tăng công suất laser và giảm gần như nghịch biến với sự tăng của độ dày tấm và nhiệt độ nóng chảy của vật liệu. Trong trường hợp công suất laser nhất định, yếu tố giới hạn là áp suất không khí tại khe và độ dẫn nhiệt của vật liệu. Đối với vật liệu sắt và titan, cắt nóng chảy bằng laser có thể thu được các vết khía không bị ôxy hóa. Đối với vật liệu thép, mật độ công suất laser là từ 104w / cm2 đến 105W / cm2.

2. cắt phóng xạ

Trong quá trình cắt bằng laser khí hóa, tốc độ của nhiệt độ bề mặt vật liệu tăng lên đến nhiệt độ sôi rất nhanh nên có thể tránh được sự nóng chảy do dẫn nhiệt, do đó một số vật liệu hóa hơi thành hơi nước và biến mất, và một số vật liệu bị thổi bay khỏi đáy của đường cắt bằng dòng khí phụ trợ như phun ra. Công suất laser rất cao được yêu cầu trong trường hợp này.

Để ngăn hơi vật liệu ngưng tụ trên thành khe, chiều dày của vật liệu không được lớn hơn nhiều so với đường kính của chùm tia laze. Do đó, quy trình này chỉ thích hợp cho các ứng dụng cần tránh loại bỏ các vật liệu nóng chảy. Trên thực tế, quá trình này chỉ được sử dụng trong một lĩnh vực rất nhỏ là sử dụng các hợp kim làm từ sắt.

Quy trình này không thể được sử dụng cho các vật liệu như gỗ và một số đồ gốm, những vật liệu không ở trạng thái nóng chảy và không có khả năng cho phép hơi vật liệu kết hợp lại. Ngoài ra, những vật liệu này thường phải đạt được độ dày hơn. Trong quá trình cắt khí hóa bằng laser, sự hội tụ chùm tia tối ưu phụ thuộc vào độ dày vật liệu và chất lượng chùm tia. Công suất laser và nhiệt hóa hơi chỉ có ảnh hưởng nhất định đến vị trí tiêu điểm tối ưu. Tốc độ cắt tối đa tỷ lệ nghịch với nhiệt độ khí hóa của vật liệu khi độ dày của tấm được cố định. Mật độ công suất laser yêu cầu lớn hơn 108W / cm2 và phụ thuộc vào vật liệu, độ sâu cắt và vị trí tập trung chùm tia. Trong trường hợp tấm có độ dày nhất định, giả sử rằng có đủ công suất laser, tốc độ cắt tối đa bị giới hạn bởi tốc độ tia khí.

3. cắt gãy có kiểm soát

Đối với các vật liệu giòn dễ bị phá hủy bởi nhiệt, quá trình cắt tốc độ cao và có thể kiểm soát được bằng cách đốt nóng bằng chùm tia laze được gọi là cắt đứt gãy có kiểm soát. Nội dung chính của quá trình cắt này là: tia laze đốt nóng một vùng nhỏ vật liệu giòn, gây ra một gradient nhiệt lớn và biến dạng cơ học nghiêm trọng ở vùng này, dẫn đến hình thành các vết nứt trên vật liệu. Miễn là duy trì độ dốc gia nhiệt đồng đều, chùm tia laser có thể hướng dẫn tạo ra các vết nứt theo bất kỳ hướng nào mong muốn.

4. cắt nóng chảy oxy hóa (cắt ngọn lửa laser)

Nói chung, khí trơ được sử dụng để nấu chảy và cắt. Nếu oxy hoặc khí hoạt tính khác được sử dụng thay thế, vật liệu sẽ bị đốt cháy dưới sự chiếu xạ của chùm tia laze, và một nguồn nhiệt khác sẽ được tạo ra do phản ứng hóa học mãnh liệt với oxy để làm nóng vật liệu hơn nữa, được gọi là quá trình oxy hóa nóng chảy và cắt. .

Do ảnh hưởng này, tốc độ cắt của thép kết cấu có cùng độ dày có thể cao hơn tốc độ cắt nóng chảy. Mặt khác, chất lượng vết mổ có thể kém hơn so với vết cắt tan chảy. Trên thực tế, nó sẽ tạo ra các khe rộng hơn, độ nhám rõ ràng, vùng ảnh hưởng nhiệt tăng lên và chất lượng cạnh kém hơn. Cắt bằng ngọn lửa laser không tốt trong việc gia công các mô hình chính xác và các góc sắc nhọn (có nguy cơ làm cháy các góc sắc nét). Laser chế độ xung có thể được sử dụng để hạn chế các hiệu ứng nhiệt, và công suất của tia laser quyết định tốc độ cắt. Trong trường hợp công suất laser nhất định, yếu tố giới hạn là sự cung cấp oxy và độ dẫn nhiệt của vật liệu.


Thời gian đăng: Dec-21-2020