Tööstuslikud soovitused alumiiniumplaatide impulsslõikamiseks

Alumiiniumpulss-kiudlaserlõikuse puhul on südamikuks laseri impulsi väljundi (sagedus, töötsükkel jne) täpne juhtimine ja materjali perioodiline kuumutamine, et optimeerida soojusenergia sisendit, et tasakaalustada lõikekvaliteeti ja -tõhusust alumiiniumi kõrge peegeldusvõime ja soojusjuhtivuse korral.

Peamised protsessiparameetrid ja optimeerimissoovitused

Järgnevalt on toodud akadeemilistest uuringutest kokkuvõtlikult esitatud soovitused alumiiniumplaatide lõikamiseks vastavalt erinevale paksusele:

Protsessi eesmärgid

Kvaliteetne lõikamine (vähendab rippuvat räbu, parandab sektsiooni viimistlust)

• Kohaldatav paksus: keskmine paksus (nt 4 mm)
• Peamised parameetrite soovitused:
• Laserrežiim: soovitatav on impulssrežiim
• Abigaas: soovitatav on lämmastik või argoon
• Põhipunktid: suurendage abiõhu rõhku, et parandada räbu puhumisjõudu; kontrollige laseri soojussisendit, et vältida liigset sulamist.

Kõrge efektiivsusega/paksude plaatide lõikamine (kiiruse poole püüdlemine või paksude plaatide lõikamine)

• Kohaldatav paksus: keskmine ja raske plaat (nt 10–15 mm)
• Peamised parameetrite soovitused:
• Laserrežiim: saab kasutada pidevat lainet või suure töötsükliga impulsse
• Abigaas: hapnikku saab proovida
• Põhipunktid: Hapniku eksotermiline reaktsioon võib suurendada energiat ja parandada paksude plaatide lõikevõimet; kuid lõik oksüdeerub ja muutub karedaks ning on vaja edasist töötlemist.

Ülitäpne/lehtlõikamine (kasutatakse täppisvaldkondades, näiteks lennunduses)

• Kohaldatav paksus: õhuke plaat (nt 0,5–2 mm)
• Peamised parameetrite soovitused:
• Laserrežiim: soovitatav on kõrgsageduslik impulssrežiim
• Abigaas: soovitatav on lämmastik
• Põhipunktid: suurema lõikekiiruse ja sobiva abirõhu kasutamine; soojuse sisendi reguleerimine kuumuse mõjuala vähendamiseks (saab reguleerida alla 20 m).

Üldine kõrgekvaliteedilise parameetri viide (näiteks 4 mm 2219 alumiiniumsulam)

1. taseme lõikekriteeriumide (vähem räbu rippumist ja madal karedus) saavutamiseks leiti uuringus, et optimaalne parameetrite vahemik on:

• Laseri võimsus: > 4,5 kW
• Lõikekiirus: 3-4 m/min
• Lisaõhurõhk: 1,3 MPa

Põhiprobleemid ja sihipärased lahendused

Alumiiniumi lõikamise peamised väljakutsed ja lahendused on järgmised:

1. Kõrge peegelduvus

• Väljakutse: Alumiiniumil on laseril, eriti lähiinfrapunakiudlaseril, tugev peegeldus ja madal energiatarve.
• Lahendus: Kasutage peegeldusvastase mehhanismiga laserit; kasutage materjali lõikamise algfaasis purustamiseks suure energiaga impulssi ja peegelduvus väheneb pärast esialgse augu moodustumist.

2. Kiire soojusjuhtivus ja lihtne räbu riputamine

• Väljakutse: Soojus hajub kiiresti ja sisselõike põhjas olev sulametall kondenseerub, moodustades raskesti eemaldatava räbu.
• Lahendus: Võrreldes pideva laseriga saab impulsslaseriga soojusenergiat täpsemalt reguleerida; suurendada abigaasi rõhku (näiteks ≥ 1,3 MPa), parandada õhuvoolu nihkejõudu räbu eemaldamiseks; optimeerida fookusasendit, tavaliselt plaadi pinna all.

3. Lõikelõike kvaliteet ja järgnevad protsessinõuded

• Probleem: Lõikekohale tekib uuesti sulanud kiht. Kui on vaja järgnevat keevitamist, mõjutab see keevisõmbluse poorsust.
• Lahendus: Kui pärast lõikamist on vaja keevitada, tuleks protsessi rangelt kontrollida ja lõikeõmbluse ümbersulamiskihi paksust tuleks kontrollida alla 136 μm, et keevisõmbluse poorsust tõhusalt vähendada.

Tööstusliku tegevuse põhipunktide loetelu

• Gaasi valik:Kvaliteetse mitteoksüdeeruva sisselõike saavutamiseks (eriti järgneva keevitusvajaduse korral) tuleks eelistada kõrge puhtusastmega lämmastikku või argooni. Hapnikku saab hinnata lõikepaksuse ja -kiiruse taotlemisel ning sektsiooni oksüdeerumine ei ole probleem.
• Parameetrite silumise järjestus:Soovitatav on määrata teised muutujad ja siluda need selles järjekorras: fookusasend → abigaasi tüüp ja rõhk → laseri võimsus → lõikekiirus → impulssparameetrid (kui kasutatakse impulssrežiimi).
• Varustus ja ohutus:et tagada laseri võime töödelda väga peegeldavaid materjale; alumiiniumplaadi lõikamisel on sädemepritsmed intensiivsemad. On vaja tagada tolmu eemaldamise süsteemi tõhusus ning seadmete ja personali kaitse.
• Proovilõikus ja kontroll:Enne ametlikku lõikamist tuleb teha proovilõikus. Kvaliteedikontrolli osas vaadake palun: allosas oleva räbu visuaalset vaatlust; kontaktrežiimis sektsiooni kareduse tuvastamist; ümbersulatatud kihi paksuse mikroskoobi all mõõtmist (kui on kõrged nõuded).

Kokkuvõte ja lõplikud soovitused

Pulseeriva kiudlaseriga alumiiniumplaadi südamik on"Täpne kuumuse reguleerimine"Soovitatav on järgmine tee:

1. Selge prioriteet:Kõigepealt tehke kindlaks, kas teie peamine eesmärk on sektsiooni kvaliteet, lõiketõhusus või järgnev keevitustulemus.

2. Põhiparameetrite paksuse järgi:Eelmise tabeli järgi määrake vastavalt alumiiniumplaadi paksusele ja prioriteedile esialgne laserrežiim ja gaasitüüp.

3. Täpne silumine ja kontrollimine:Lisaõhurõhu ja lõikekiiruse ümber viiakse läbi peenhäälestus ning proovilõikuse kontrollimine viiakse läbi rangelt.