Prinsipe fan laser-oxyfuel hybride snijmasine

Laserflamkompositsnijden ferwiist meastentiids nei "laser soerstof snijden", dat ien fan 'e wichtichste lasersnijprosessen is (de oare twa binne lasersmeltsnijden en laserferdampingsnijden). It betsjut net "laser-generearre flam", mar earder in hybride proses dat in laser brûkt as waarmteboarne, oanfolle mei suvere soerstof as assistgas, om in krêftige oksidaasjeferbaarningsreaksje (d.w.s. "flam") yn metalen (benammen stielen materialen) te begjinnen tidens it snijproses. Dit proses brûkt de termyske enerzjy fan 'e gemyske reaksje om de snijprestaasjes signifikant te ferbetterjen.

Folgjende sille wy it prinsipe yn detail útlizze fanút ferskate perspektiven:

Kearnprinsipe: Laser-induzearre kontroleare metaalferbaarning

1. De rol fan 'e laser (ûntstekking en ûnderhâld):

• In laserstriel mei hege enerzjytichtens wurdt rjochte op it oerflak fan it wurkstik, wêrtroch't de temperatuer fan it bestraalde metaal rap oprint nei syn ûntstekkingspunt (sawat 1350 °C foar izer).
• De laserstraal leveret in trochgeande, presys, hege-enerzjy waarmteboarne dy't net allinich de reaksje ûntstekket, mar wichtiger noch, it reaksjegebiet op in hege temperatuer hâldt.

2. Rol fan soerstof (ferbaarningsmiddel en ôffiermiddel):

• In stream fan hege druk, hege suverens soerstof wurdt koaxiaal ynjektearre mei de laserstriel op 'e metalen plak dy't troch de laser ferwaarme wurdt.
• It izer (Fe) dat it ûntstekkingspunt berikt en soerstof (O₂) ûndergeane in heftige oksidaasje-eksotermyske reaksje (ferbaarning): 4Fe 3O₂ → 2Fe2O, waarmte
• Dizze reaksje jout in soad waarmte frij (sawat 3-5 kear de enerzjy fan 'e laser sels!), Dit is de kaai ta "gearstalde" enerzjy. Dizze ekstra waarmte ferbetteret de totale smelt-/fergassingsfermogen sterk.

3. Gearstald gearwurkingsproses:

• Foarferwaarmjen en ûntstekking: De laser ferwaarme earst it lokale metaal oant it ûntstekkingspunt.
• Ferbaarningseksoterm: soerstofynjeksje, it metaal baarnt heftich, genereart folle hegere waarmte as de laser sels leverje kin, wêrtroch it metaal fluch smelt of sels oksidearret, en slak ûntstiet (benammen Feo en Fe3o4).
• Blaze en foarmje: In oare wichtige rol fan hege-druk soerstofgasstream is om it smelte metaalokside (slak) dat ûntstiet troch de reaksje fan 'e snijnaad mei geweld te blazen lykas in "luchtmes" om in skjin, relatyf glêd snijflak te foarmjen.

Kontinu: De laserstraal beweecht foarút, ferwaarmet it nije gebiet kontinu foar, en de ferbaarningsreaksje folget de laserfokus foarút en nei ûnderen, en penetrearret úteinlik it wurkstik en foarmet in snede.

Hoe is dizze "gearstalde" oanpak sa effisjint? (Foardiel)

1. Sterke mooglikheid om dikke platen te snijen:Foar koalstofstiel (lykas leechkoalstofstiel) is lasersoerstofsnijden de meast kosten-effektive en rapste metoade foar it snijden fan middelgrutte en dikke platen (meastal mear as 6 mm, oant 30 mm of sels dikker). Suver lasersnijden (lykas mei stikstof) moat folslein fertrouwe op laserenerzjy om it metaal te smelten, it oerflak fan 'e dikke plaat liket net genôch te wêzen.

2. Snelle snijsnelheid:Troch de tafoeging fan gemyske enerzjy fan 'e metaalferbaarningsreaksje is de totale enerzjyynfier folle heger as dy fan in inkele laserenerzjy, sadat de snijsnelheid signifikant rapper is as it smelten fan snijden ûnder itselde fermogen.

3De enerzjybehoeften foar apparatuer binne relatyf leech:om itselde koalstofstiel te snijen, kin de laserkrêft dy't nedich is foar lasersoerstofsnijden folle leger wêze as dy fan suvere lasersmeltsnijden, wêrtroch apparatuerkosten en enerzjyferbrûk wurde fermindere.

4. Goede snijkwaliteit:Foar dikke platen fan koalstofstiel kin in snijflak mei goede fertikaalheid en minder slak (ideale steat) krigen wurde.

Proseseigenskippen en beheiningen

1. Materiaalselektiviteit:

• Benammen foar reaktive metalen: It meast typyske en ideale tapassingsmateriaal is koalstofstiel.

• Net geskikt foar roestfrij stiel, aluminium, koper, ensfh.:
• RVS: chromium (Cr) en oare eleminten sille oksiden mei in heech smeltpunt foarmje (lykas Cr2O3), dy't de trochgeande oksidaasjereaksje hinderje, en de slak is net maklik fuort te blazen, wat resulteart yn in rûch snijflak en slimme slakbles.
• Aluminium en koper: it smeltpunt fan syn oksiden (Al2O3,CuO) is folle heger as dat fan it substraat sels, wêrtroch't it oerflak as in hurde skyl bedekt wurdt, wêrtroch't de reaksje net trochgiet, en in hege reflektiviteit foar laser hat.

2. Eigenskippen fan it snijflak:

• Troch de oksidaasjereaksje sil it oerflak fan 'e snede in oksidelaach hawwe (fergelykber mei de blauwingbehanneling) en kin it wat rûch wêze (yn ferliking mei de ljochte kant fan 'e stikstofsnede).
• Der kin in bytsje slak oan 'e ûnderkant hingje, dat minimalisearre wurde moat troch de prosesparameters te optimalisearjen.

3. De troch waarmte beynfloede sône is grutter:De heftige oksidaasjereaksje sil mear waarmte generearje, wêrtroch't de waarmte-beynfloede sône fan it wurkstik breder is as dy fan lasersmelten en snijden, en de algemiene termyske deformaasje fan it wurkstik kin wat grutter wêze.

Ferliking mei oare snijprosessen

VS. Pure laserstikstofsnijden (smeltsnijden):

• Stikstofsnijden: troch it lasersmelten fan metaal, it fuortblazen fan it smelt mei hege druk stikstof. Gjin oksidaasjereaksje, de seksje is helder en gjin oksidelaach, mar de snelheid is stadich, it gasferbrûk is grut, en de kosten binne heech. It is geskikt foar roestfrij stiel, aluminium, ensfh., en it is net ekonomysk foar dik koalstofstiel.
• Soerstofsnijden: oksidaasjereaksjetafoeging, hege snelheid, lege kosten, geskikt foar koalstofstiel, mar de seksje hat in oksidelaach.

VS. Tradisjoneel flammesnijden (oksy-asetyleensnijden):

• Tradisjonele flam: troch flamfoarferwaarming, snijden mei suvere soerstofferbaarning. Stadich foarferwaarmjen, brede spleet, lege presyzje en grutte termyske deformaasje.
• Laser soerstof snijden: mei hege-enerzjy laserpresyzje, rappe foarferwaarming, snijnaad is tige smel (en laser spot diameter), hege presyzje, lyts
• ll helling, lytse termyske ynfloed, is de tradisjonele flammesnijende modernisaasje, hege presyzje upgrade-ferzje.

Gearfetting

It kearnprinsipe fan 'e laserflamkomposit (laser soerstof) snijmasine is om in hege-enerzjy laserstriel te brûken om de heftige ferbaarningsreaksje fan metaal (izer) yn in suvere soerstofomjouwing sekuer te ûntstekken en te behâlden, en de termyske enerzjy fan 'e laser te kombinearjen mei de gemyske enerzjy fan metaaloksidaasje om in "1 1> 2" snijeffekt te berikken. It kombinearret perfekt de foardielen fan hege presyzje en hege fokus fan laser mei de foardielen fan hege effisjinsje en lege kosten fan soerstofferbaarning, wêrtroch it in ûnferfangber mainstreamproses is op it mêd fan snijden fan middelgrutte en dikke koalstofstielplaten.