La máquina de corte por láser es una revolución tecnológica en el procesamiento de chapa y uno de los medios comunes de procesamiento de chapa en la actualidad. La máquina de corte por láser tiene un alto grado de flexibilidad, alta velocidad de corte, alta eficiencia de producción y un ciclo de producción corto, lo que ha ganado un amplio mercado para los clientes. En la actualidad, la mayor parte del procesamiento en el campo de las placas delgadas y medianas en el mercado utiliza el cortador láser, que es ampliamente respetado por su alta eficiencia y precisión. Incluso el campo de las placas gruesas ha reemplazado algunos de los mercados de plasma y llama. Sin embargo, si la depuración es incorrecta, el efecto de corte de la máquina de corte por láser también se verá afectado. Específicamente, hay seis factores que son cruciales para el efecto de corte.
1. Influencia de la velocidad de corte en el efecto de corte
Para una densidad de potencia láser y un material determinados, la velocidad de corte se ajusta a una fórmula empírica. Siempre que esté por encima del umbral de aprobación, la velocidad de corte del material es proporcional a la densidad de potencia del láser, es decir, aumentar la densidad de potencia puede mejorar la velocidad de corte. La densidad de potencia a la que se hace referencia aquí no solo está relacionada con la potencia de salida del láser, sino también con el modo de calidad del haz. Además, las características del sistema de enfoque del haz, es decir, el tamaño del punto enfocado, también tienen un gran impacto en el corte por láser. La velocidad de corte es inversamente proporcional a la densidad (gravedad específica) y al espesor del material a cortar.
Cuando otros parámetros permanecen sin cambios, los factores para aumentar la velocidad de corte son: aumentar la potencia (dentro de un cierto rango, como 500~2000W); Mejora el modo de haz; Reduzca el tamaño del punto de enfoque (por ejemplo, enfoque con una lente de enfoque corto); Cortar materiales con baja energía de evaporación inicial (como plástico, plexiglás, etc.); Cortar materiales de baja densidad (como el pino blanco); Cortar material delgado.
Especialmente para materiales metálicos, cuando otras variables del proceso se mantienen constantes, la velocidad de corte por láser puede tener un rango de ajuste relativo y aun así mantener una calidad de corte satisfactoria. Este rango de ajuste es ligeramente más amplio que el de las piezas gruesas cuando se cortan metales delgados. A veces, la velocidad de corte es demasiado lenta, lo que provocará la ablación de la superficie del material termofusible descargado, lo que hará que la superficie de corte sea muy áspera.
2. Influencia del ajuste de la posición de enfoque en la calidad del corte
Debido a que la densidad de potencia del láser tiene una gran influencia en la velocidad de corte, la selección de la distancia focal de la lente es un tema importante. Después de enfocar el rayo láser, el tamaño del punto es proporcional a la distancia focal de la lente. Después de que la lente de distancia focal corta enfoca el haz, el tamaño del punto es muy pequeño y la densidad de potencia en el punto focal es muy alta, lo que es favorable para el corte de material; Sin embargo, sus desventajas son que la profundidad focal es muy corta y el margen de ajuste es pequeño, lo que generalmente es adecuado para el corte a alta velocidad de materiales delgados. Como la lente de distancia focal larga tiene una profundidad focal amplia, es más adecuada para cortar piezas de trabajo gruesas siempre que tenga suficiente densidad de potencia.
Después de determinar qué lente de distancia focal usar, la posición relativa del foco y la superficie de la pieza de trabajo es particularmente importante para garantizar la calidad del corte. Debido a que la densidad de potencia en el foco es la más alta, en la mayoría de los casos, la posición del foco está justo sobre la superficie de la pieza de trabajo o ligeramente debajo de la superficie al cortar. En todo el proceso de corte, es una condición importante asegurar que la posición relativa entre el foco y la pieza de trabajo sea constante para obtener una calidad de corte estable. A veces, la lente se calienta debido a un enfriamiento deficiente durante el funcionamiento, lo que provoca un cambio en la distancia focal, lo que requiere un ajuste oportuno de la posición de enfoque.
Cuando el foco está en la mejor posición, el corte es el más pequeño y la eficiencia es la más alta. La mejor velocidad de corte puede obtener el mejor resultado de corte. En la mayoría de las aplicaciones, el enfoque del haz se ajusta justo debajo de la boquilla. La distancia entre la boquilla y la superficie de la pieza de trabajo es generalmente de aproximadamente 1,5 mm.
3. Influencia de la presión del gas auxiliar en el efecto de corte
En general, se requiere gas auxiliar para el corte de material y el problema se relaciona principalmente con el tipo y la presión del gas auxiliar. Generalmente, el gas auxiliar y el rayo láser se expulsan coaxialmente para proteger la lente de la contaminación y eliminar la escoria en la parte inferior del área de corte. Para materiales no metálicos y algunos materiales metálicos, use aire comprimido o gas inerte para eliminar los materiales derretidos y evaporados, mientras inhibe la combustión excesiva en el área de corte.
Para la mayoría de los cortes por láser de metal, se usa gas activo (siempre que sea O2) para formar una reacción exotérmica de oxidación con el metal caliente. Este calor adicional puede aumentar la velocidad de corte entre 1/3 y 1/2.
Bajo la premisa de asegurar el gas auxiliar, la presión del gas es un factor muy importante. Al cortar materiales delgados a alta velocidad, se requiere una alta presión de gas para evitar que la escoria se adhiera a la parte posterior del corte (la escoria caliente dañará el borde del corte cuando golpee la pieza de trabajo). Cuando el grosor del material aumenta o la velocidad de corte es lenta, la presión del gas debe reducirse adecuadamente. Para evitar que el borde cortante de plástico se congele, es mejor cortar con una presión de gas más baja.
La práctica del corte por láser muestra que cuando el gas auxiliar es O2, su pureza tiene un impacto significativo en la calidad del corte. Una reducción del 2 por ciento en la pureza del O2 reducirá la velocidad de corte en un 50 por ciento y conducirá a un deterioro significativo en la calidad de la incisión.
4. Reflectividad de la superficie del material
Para el haz infrarrojo lejano de 10,6 mm emitido por la máquina de corte por láser de CO2, los materiales no metálicos pueden absorberlo bien, es decir, tienen una alta capacidad de absorción; Los materiales metálicos tienen una mala absorción del haz de 10,6 mm, especialmente los metales de oro, plata, cobre y aluminio con alta reflectividad. Generalmente, el rayo láser de CO2, especialmente el rayo de onda continua, no es adecuado para cortar dichos materiales. Para los metales de aluminio y cobre, generalmente se requieren más de 3kW para formar suficiente potencia inicial para obtener los orificios iniciales necesarios para el efecto de penetración. Los materiales de acero ferroso, níquel, titanio, etc. tienen una cierta tasa de absorción para un haz de CO2 de 10,6 mm, especialmente cuando la superficie del material se calienta a una cierta temperatura o película de óxido, su tasa de absorción mejorará considerablemente para obtener un mejor corte efecto. Para materiales opacos, la capacidad de absorción=(1 - reflectividad) está relacionada con el estado de la superficie, la temperatura y la longitud de onda del material.
La absorbancia del material en el haz juega un papel importante en la etapa inicial de calentamiento, pero una vez que se forman los orificios en la pieza de trabajo, el efecto de cuerpo negro de los orificios hace que la absorbancia del material en el haz se acerque al 100 por ciento.
El estado de la superficie de los materiales afecta directamente la absorción de los haces de luz, especialmente la rugosidad de la superficie y la capa de óxido de la superficie provocarán cambios evidentes en la capacidad de absorción de la superficie. En la práctica del corte por láser, a veces se puede utilizar el efecto del estado de la superficie del material sobre la absorción del haz para mejorar el rendimiento de corte de los materiales.
5. Influencia del soplete de corte y la boquilla
El diseño y la fabricación del soplete de corte tienen una influencia importante en la obtención de una buena calidad de corte, especialmente la boquilla. Si la boquilla no se selecciona o mantiene adecuadamente, es fácil causar contaminación o daño, o la redondez de la boca de la boquilla no es buena o las salpicaduras de metal caliente causan un bloqueo local, lo que formará corrientes de Foucault en la boquilla, lo que resultará en un daño significativo. deterioro del rendimiento de corte. A veces, la boca de la boquilla es diferente del eje del haz enfocado, formando un haz para cortar el borde de la boquilla, lo que también afectará la calidad del recorte, aumentará el ancho de la rendija y desalineará el tamaño del corte. Para la boquilla, se debe prestar especial atención a dos problemas, a saber, el diámetro de la boquilla y la distancia entre la boquilla y la superficie de la pieza de trabajo.
6. Influencia del sistema óptico externo
El rayo original emitido por el láser se transmite a través del sistema de trayectoria óptica externa (que incluye reflexión y transmisión) y brilla con precisión en la superficie de la pieza de trabajo con una densidad de potencia extremadamente alta.
Los elementos ópticos del sistema de camino óptico externo se revisarán con regularidad y se ajustarán a tiempo para garantizar que cuando el soplete de corte pase por encima de la pieza de trabajo, el haz se transmita correctamente al centro de la lente y se enfoque en un pequeño punto de luz para cortar. la pieza de trabajo con alta calidad. Una vez que la posición de cualquier elemento óptico cambie o se contamine, la calidad del corte se verá afectada, o incluso el corte no podrá realizarse.
La lente de la ruta óptica externa está contaminada por impurezas en el flujo de aire, las partículas salpicadas en el área de corte están unidas o la lente no se enfría lo suficiente, lo que la sobrecalentará y afectará la transmisión de energía del haz. Provocará la deriva de la colimación del camino óptico y tendrá graves consecuencias. El sobrecalentamiento de la lente también causará distorsión focal e incluso pondrá en peligro la propia lente.
Los anteriores son los seis factores que afectan el efecto de corte de la máquina de corte por láser. En el proceso de operación real, se debe prestar atención.
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