Rekomendasi industri untuk pemotongan pulsa pada pelat aluminium

Untuk pemotongan aluminium menggunakan laser serat pulsa, intinya adalah mengontrol secara akurat keluaran pulsa laser (frekuensi, siklus kerja, dll.) dan memanaskan material secara berkala untuk mengoptimalkan masukan panas, sehingga menyeimbangkan kualitas dan efisiensi pemotongan di bawah reflektivitas dan konduktivitas termal aluminium yang tinggi.

Parameter proses utama dan saran optimasi

Berikut ini adalah rekomendasi untuk memotong pelat aluminium sesuai dengan ketebalan yang berbeda, yang dirangkum dari penelitian akademis:

Tujuan Proses

Pemotongan berkualitas tinggi (mengurangi terak yang menggantung, meningkatkan hasil akhir penampang)

• Ketebalan yang sesuai: ketebalan sedang (misalnya 4mm)
• Rekomendasi parameter utama:
• Mode laser: Mode pulsa direkomendasikan.
• Gas bantu: Nitrogen atau Argon direkomendasikan.
• Poin-poin penting: tingkatkan tekanan udara bantu untuk meningkatkan daya tiup terak; kendalikan masukan panas laser untuk menghindari peleburan berlebihan.

Pemotongan pelat tebal/efisiensi tinggi (mengutamakan kecepatan atau memotong pelat tebal)

• Ketebalan yang sesuai: pelat sedang dan tebal (misalnya 10-15mm)
• Rekomendasi parameter utama:
• Mode laser: dapat menggunakan gelombang kontinu atau pulsa siklus kerja tinggi.
• Gas bantu: oksigen dapat dicoba.
• Poin-poin penting: Reaksi eksotermik oksigen dapat meningkatkan energi dan memperbaiki kemampuan pemotongan pelat tebal; namun bagian tersebut akan teroksidasi dan menjadi kasar, sehingga diperlukan pemrosesan lebih lanjut.

Pemotongan lembaran/presisi tinggi (digunakan di bidang presisi seperti kedirgantaraan)

• Ketebalan yang sesuai: pelat tipis (misalnya 0,5-2 mm)
• Rekomendasi parameter utama:
• Mode laser: mode pulsa frekuensi tinggi direkomendasikan.
• Gas bantu: Nitrogen direkomendasikan.
• Poin-poin penting: penggunaan kecepatan pemotongan yang lebih tinggi dan tekanan bantu yang sesuai; pengendalian masukan panas untuk mengurangi zona yang terkena panas (dapat dikendalikan di bawah 20 m).

Referensi parameter kualitas tinggi umum (paduan aluminium 2219 4mm sebagai contoh)

Untuk mencapai kriteria pemotongan level 1 (lebih sedikit kerak yang menggantung dan kekasaran rendah), sebuah studi menemukan bahwa kisaran parameter optimal adalah:

• Daya laser:>4,5 kW
• Kecepatan pemotongan: 3-4 m/menit
• Tekanan udara bantu: 1,3 MPa

Tantangan Utama dan Solusi yang Ditargetkan

Tantangan dan solusi utama untuk pemotongan aluminium adalah sebagai berikut:

1. Reflektivitas tinggi

• Tantangan: Aluminium memiliki refleksi yang kuat terhadap laser, terutama laser serat inframerah dekat, dan pemanfaatan energi yang rendah.
• Solusi: Gunakan laser dengan mekanisme "anti-refleksi"; gunakan pulsa berenergi tinggi untuk memecah material pada tahap awal pemotongan, dan reflektivitas akan berkurang setelah lubang awal terbentuk.

2. Konduksi panas yang cepat dan penggantungan terak yang mudah

• Tantangan: Panas menyebar dengan cepat, dan logam cair di bagian bawah sayatan mengembun membentuk terak yang sulit dihilangkan.
• Solusi: Dibandingkan dengan laser kontinu, laser pulsa dapat mengontrol masukan panas dengan lebih akurat; Tingkatkan tekanan gas bantu (misalnya ≥ 1,3MPa), tingkatkan gaya geser aliran udara untuk meniup terak; Optimalkan posisi fokus, biasanya di bawah permukaan pelat.

3. Kualitas bagian pemotongan dan persyaratan proses selanjutnya

• Tantangan: Bagian pemotongan akan membentuk lapisan yang meleleh kembali. Jika pengelasan selanjutnya diperlukan, hal itu akan memengaruhi porositas lasan.
• Solusi: Jika pengelasan diperlukan setelah pemotongan, prosesnya harus dikontrol secara ketat, dan ketebalan lapisan peleburan ulang sambungan pemotongan harus dikontrol di bawah 136μm untuk secara efektif mengurangi porositas lasan.

Daftar poin-poin penting operasi industri

• Pemilihan gas:Untuk mendapatkan hasil pemotongan berkualitas tinggi tanpa oksidasi (terutama kebutuhan pengelasan selanjutnya), prioritaskan penggunaan nitrogen atau argon dengan kemurnian tinggi. Oksigen dapat dipertimbangkan jika ketebalan dan kecepatan pemotongan menjadi pertimbangan utama dan oksidasi penampang bukan menjadi masalah.
• Urutan debugging parameter:Disarankan untuk memperbaiki variabel lain dan melakukan debugging dalam urutan ini: posisi fokus → jenis dan tekanan gas bantu → daya laser → kecepatan pemotongan → parameter pulsa (jika mode pulsa digunakan).
• Peralatan dan keselamatan:Untuk memastikan bahwa laser memiliki kemampuan untuk menangani material yang sangat reflektif; Saat memotong pelat aluminium, percikan api lebih intens. Oleh karena itu, perlu dipastikan bahwa sistem penghapus debu efektif dan peralatan serta personel terlindungi.
• Pemotongan percobaan dan inspeksi:Pemotongan percobaan harus dilakukan sebelum pemotongan formal. Untuk pemeriksaan kualitas, silakan merujuk pada: pengamatan visual terhadap terak yang menggantung di bagian bawah; kekasaran penampang dengan metode kontak; pengukuran ketebalan lapisan hasil peleburan ulang menggunakan mikroskop (jika ada persyaratan tinggi).

Ringkasan dan Rekomendasi Akhir

Inti dari pemotongan pelat aluminium menggunakan laser serat berdenyut adalah“kontrol panas yang presisi”Berikut ini adalah jalur yang direkomendasikan:

1. Prioritas yang jelas:Pertama, tentukan apakah tujuan utama Anda adalah kualitas bagian, efisiensi pemotongan, atau kinerja pengelasan selanjutnya.

2. Berdasarkan ketebalan parameter utama:Merujuk pada tabel sebelumnya, sesuai dengan ketebalan dan prioritas pelat aluminium Anda, tentukan mode laser dan jenis gas awal.

3. Debugging dan verifikasi yang teliti:Penyetelan halus dilakukan di sekitar tekanan udara bantu dan kecepatan pemotongan, dan verifikasi pemotongan percobaan dilakukan secara ketat.