Pramoninės rekomendacijos aliuminio plokščių impulsiniam pjovimui

Aliuminio impulsinio pluošto lazerinio pjovimo esmė yra tiksliai valdyti lazerio impulsų išvestį (dažnį, darbo ciklą ir kt.) ir periodiškai kaitinti medžiagą, kad būtų optimizuotas šilumos tiekimas, taip subalansuojant pjovimo kokybę ir efektyvumą esant dideliam aliuminio atspindžiui ir šilumos laidumui.

Pagrindiniai proceso parametrai ir optimizavimo pasiūlymai

Toliau pateikiamos akademinių tyrimų apibendrintos rekomendacijos, kaip pjaustyti aliuminio plokštes pagal skirtingą storį:

Proceso tikslai

Aukštos kokybės pjovimas (sumažina kabančio šlako kiekį, pagerina pjūvio apdailą)

• Taikomas storis: vidutinis storis (pvz., 4 mm)
• Pagrindinių parametrų rekomendacijos:
• Lazerio režimas: rekomenduojamas impulsinis režimas
• Pagalbinės dujos: rekomenduojamas azotas arba argonas
• Svarbiausi punktai: padidinkite pagalbinį oro slėgį, kad sustiprintumėte šlako pūtimo jėgą; valdykite lazerio šilumos tiekimą, kad išvengtumėte per didelio lydymosi.

Didelio efektyvumo / storų plokščių pjovimas (greičio siekimas arba storų plokščių pjovimas)

• Taikomas storis: vidutinio ir sunkaus storio plokštės (pvz., 10–15 mm)
• Pagrindinių parametrų rekomendacijos:
• Lazerio režimas: galima naudoti nuolatinę bangą arba didelio darbo ciklo impulsus
• Pagalbinės dujos: galima išbandyti deguonį
• Svarbiausi punktai: Deguonies egzoterminė reakcija gali padidinti energiją ir pagerinti storų plokščių pjovimo galimybes; tačiau pjūvis oksiduosis ir taps šiurkštus, todėl reikės vėlesnio apdorojimo.

Didelio tikslumo / lakštų pjovimas (naudojamas tiksliosiose srityse, tokiose kaip aviacija ir kosmosas)

• Taikomas storis: plona plokštė (pvz., 0,5–2 mm)
• Pagrindinių parametrų rekomendacijos:
• Lazerio režimas: rekomenduojamas aukšto dažnio impulsų režimas
• Pagalbinės dujos: rekomenduojamas azotas
• Svarbiausi aspektai: naudoti didesnį pjovimo greitį ir tinkamą pagalbinį slėgį; kontroliuoti šilumos tiekimą, kad sumažėtų šilumos paveikta zona (galima kontroliuoti žemiau nei 20 m).

Bendra aukštos kokybės parametrų nuoroda (4 mm 2219 aliuminio lydinys kaip pavyzdys)

Norint pasiekti 1 lygio pjovimo kriterijus (mažiau kabančių šlako sluoksnių ir mažas šiurkštumas), tyrime nustatyta, kad optimalus parametrų diapazonas yra:

• Lazerio galia: > 4,5 kW
• Pjovimo greitis: 3–4 m/min
• Pagalbinis oro slėgis: 1,3 MPa

Pagrindiniai iššūkiai ir tiksliniai sprendimai

Pagrindiniai aliuminio pjovimo iššūkiai ir sprendimai yra šie:

1. Didelis atspindėjimas

• Iššūkis: Aliuminis stipriai atspindi lazerio, ypač artimojo infraraudonojo spinduliavimo skaidulinio lazerio, spindulius ir mažai energijos suvartoja.
• Sprendimas: Naudokite lazerį su „antirefleksiniu“ mechanizmu; pradiniame pjovimo etape suskaidykite medžiagą didelės energijos impulsu, o atspindėjimas sumažės, kai susidarys pradinė skylė.

2. Greitas šilumos laidumas ir lengvas šlako pakabinimas

• Iššūkis: Karštis greitai išsisklaido, o išsilydęs metalas pjūvio apačioje kondensuojasi ir sudaro šlaką, kurį sunku pašalinti.
• Sprendimas: Palyginti su nuolatiniu lazeriu, impulsinis lazeris gali tiksliau valdyti šilumos tiekimą; padidinti pagalbinių dujų slėgį (pvz., ≥ 1,3 MPa), pagerinti oro srauto šlyties jėgą, kad būtų pašalintas šlakas; optimizuoti fokusavimo padėtį, paprastai žemiau plokštės paviršiaus.

3. Pjovimo sekcijos kokybė ir vėlesni proceso reikalavimai

• Iššūkis: Pjovimo vietoje susidarys iš naujo išsilydęs sluoksnis. Jei reikės atlikti vėlesnį suvirinimą, tai turės įtakos suvirinimo siūlės poringumui.
• Sprendimas: Jei po pjovimo reikia suvirinti, procesas turėtų būti griežtai kontroliuojamas, o pjovimo siūlės perlydymo sluoksnio storis turėtų būti kontroliuojamas žemiau 136 μm, kad būtų veiksmingai sumažintas suvirinimo poringumas.

Pagrindinių pramonės veiklos punktų sąrašas

• Dujų pasirinkimas:Siekiant aukštos kokybės neoksiduojančio pjūvio (ypač vėlesnio suvirinimo poreikio), pirmenybė teikiama didelio grynumo azotui arba argonui. Deguonį galima įvertinti, kai siekiama pjovimo storio ir greičio, o pjūvio oksidacija nėra problema.
• Parametrų derinimo seka:Rekomenduojama kitus kintamuosius pataisyti ir derinti tokia tvarka: fokusavimo padėtis → pagalbinių dujų tipas ir slėgis → lazerio galia → pjovimo greitis → impulsų parametrai (jei naudojamas impulsų režimas).
• Įranga ir saugumas:siekiant užtikrinti, kad lazeris galėtų apdoroti labai atspindinčias medžiagas; Pjaunant aliuminio plokštes, kibirkščių purslai yra intensyvesni. Būtina užtikrinti efektyvią dulkių šalinimo sistemą ir apsaugoti įrangą bei personalą.
• Bandomasis pjovimas ir patikrinimas:Prieš oficialų pjovimą turi būti atliktas bandomasis pjovimas. Kokybės patikrinimui žr.: vizualinį apačioje kabančio šlako stebėjimą; kontaktinio režimo pjūvio šiurkštumo matavimą; perlydyto sluoksnio storio matavimą mikroskopu (jei yra aukšti reikalavimai).

Santrauka ir galutinės rekomendacijos

Impulsinio pluošto lazeriu pjaustomos aliuminio plokštės šerdis yra„Tikslus šilumos valdymas“Rekomenduojamas šis kelias:

1. Aiškus prioritetas:Pirmiausia nustatykite, ar jūsų pagrindinis tikslas yra pjūvio kokybė, pjovimo efektyvumas ar vėlesnis suvirinimo našumas.

2. Pagal pirminių parametrų storį:Remdamiesi ankstesnėje lentelėje pateikta informacija, pagal aliuminio plokštės storį ir prioritetą nustatykite preliminarų lazerio režimą ir dujų tipą.

3. Tikslus derinimas ir patikrinimas:Atliekamas tikslus derinimas aplink pagalbinį oro slėgį ir pjovimo greitį, o bandomojo pjovimo patikrinimas atliekamas griežtai.