Alüminyum levhaların darbeli kesimi için endüstriyel öneriler

Alüminyum darbeli fiber lazer kesiminde temel nokta, lazerin darbe çıkışını (frekans, görev döngüsü vb.) doğru bir şekilde kontrol etmek ve ısı girişini optimize etmek için malzemeyi aralıklı olarak ısıtmaktır; böylece alüminyumun yüksek yansıtıcılığı ve ısı iletkenliği altında kesim kalitesi ve verimliliği dengelenir.

Temel işlem parametreleri ve optimizasyon önerileri

Aşağıda, akademik araştırmalardan derlenmiş, farklı kalınlıklardaki alüminyum levhaların kesimi için öneriler yer almaktadır:

Süreç Hedefleri

Yüksek kaliteli kesim (sarkan cürufu azaltır, kesit yüzeyinin kalitesini iyileştirir)

• Uygulanabilir kalınlık: orta kalınlık (örneğin 4 mm)
• Başlıca parametre önerileri:
• Lazer modu: Darbeli mod önerilir.
• Yardımcı gaz: Azot veya Argon önerilir.
• Önemli noktalar: cüruf üfleme kuvvetini artırmak için yardımcı hava basıncını artırın; aşırı erimeyi önlemek için lazer ısı girişini kontrol edin.

Yüksek verimlilik/kalın levha kesimi (hız veya kalın levha kesimi amacı)

• Uygulanabilir kalınlık: orta ve ağır levha (örneğin 10-15 mm)
• Başlıca parametre önerileri:
• Lazer modu: sürekli dalga veya yüksek görev döngülü darbe kullanılabilir.
• Yardımcı gaz: oksijen denenebilir.
• Temel noktalar: Oksijenin ekzotermik reaksiyonu enerjiyi artırabilir ve kalın levhaların kesme kabiliyetini geliştirebilir; ancak kesit oksitlenir ve pürüzlü hale gelir, bu nedenle daha sonraki işlemler gereklidir.

Yüksek hassasiyetli/sac kesimi (havacılık ve uzay gibi hassas alanlarda kullanılır)

• Uygulanabilir kalınlık: ince plaka (örneğin 0,5-2 mm)
• Başlıca parametre önerileri:
• Lazer modu: Yüksek frekanslı darbe modu önerilir.
• Yardımcı gaz: Azot önerilir.
• Önemli noktalar: daha yüksek kesme hızı ve uygun yardımcı basınç kullanımı; ısıdan etkilenen bölgeyi azaltmak için ısı girişinin kontrolü (20 m'nin altında kontrol edilebilir).

Genel yüksek kalite parametre referansı (örnek olarak 4 mm 2219 alüminyum alaşımı)

Seviye 1 kesme kriterlerine (daha az cüruf birikmesi ve düşük pürüzlülük) ulaşmak için yapılan bir çalışmada, en uygun parametre aralığının şu şekilde olduğu bulunmuştur:

• Lazer gücü: >4,5 kW
• Kesme hızı: 3-4 m/dak
• Yardımcı hava basıncı: 1,3 MPa

Temel Zorluklar ve Hedeflenen Çözümler

Alüminyum kesiminde karşılaşılan başlıca zorluklar ve çözümler şunlardır:

1. Yüksek yansıtma

• Zorluk: Alüminyum, özellikle yakın kızılötesi fiber lazerlerde, lazer ışınlarını güçlü bir şekilde yansıtır ve enerji kullanım oranı düşüktür.
• Çözüm: Yansıma önleyici mekanizmaya sahip bir lazer kullanın; kesimin ilk aşamasında malzemeyi parçalamak için yüksek enerjili bir darbe kullanın ve ilk delik oluştuktan sonra yansıma azalacaktır.

2. Hızlı ısı iletimi ve kolay cüruf tutma özelliği

• Zorluk: Isı hızla dağılıyor ve kesiğin dibinde erimiş metal yoğunlaşarak çıkarılması zor bir cüruf oluşturuyor.
• Çözüm: Sürekli lazerle karşılaştırıldığında, darbeli lazer ısı girişini daha doğru bir şekilde kontrol edebilir; Yardımcı gaz basıncını artırın (örneğin ≥ 1,3 MPa), cürufu uzaklaştırmak için hava akışı kesme kuvvetini iyileştirin; Odak konumunu optimize edin, genellikle plakanın yüzeyinin altında.

3. Kesim bölümü kalitesi ve sonraki işlem gereksinimleri

• Sorun: Kesilen kısım yeniden erimiş bir tabaka oluşturacaktır. Sonrasında kaynak yapılması gerekirse, bu durum kaynağın gözenekliliğini etkileyecektir.
• Çözüm: Kesimden sonra kaynak yapılması gerekiyorsa, işlem sıkı bir şekilde kontrol edilmeli ve kaynak dikişinin gözenekliliğini etkili bir şekilde azaltmak için kesim dikişinin yeniden eritme tabakasının kalınlığı 136 μm'nin altında tutulmalıdır.

Endüstriyel işletmenin temel noktalarının listesi

• Gaz seçimi:Yüksek kaliteli, oksidasyona uğramayan kesim (özellikle sonrasında kaynak yapılması gerekliliği göz önüne alındığında) hedeflendiğinde, yüksek saflıkta nitrojen veya argon tercih edilmelidir. Kesim kalınlığı ve hızı hedeflendiğinde ve kesit oksidasyonu sorun teşkil etmediğinde oksijen değerlendirilebilir.
• Parametre hata ayıklama sırası:Diğer değişkenleri düzeltmeniz ve hata ayıklama işlemini şu sırayla yapmanız önerilir: odak konumu → yardımcı gaz türü ve basıncı → lazer gücü → kesme hızı → darbe parametreleri (darbe modu kullanılıyorsa).
• Ekipman ve güvenlik:Lazerin yüksek yansıtıcı malzemelerle başa çıkabilme özelliğine sahip olduğundan emin olmak; alüminyum levha kesilirken kıvılcım sıçramaları daha yoğun olur. Toz giderme sisteminin etkili olduğundan ve ekipman ile personelin korunduğundan emin olmak gereklidir.
• Deneme kesimi ve inceleme:Resmi kesimden önce deneme kesimi yapılmalıdır. Kalite kontrolü için lütfen şunlara bakın: dipte asılı duran cürufun görsel olarak incelenmesi; temas modlu algılama bölümü pürüzlülüğü; yeniden eritilmiş katman kalınlığının mikroskopla ölçülmesi (yüksek gereksinimler varsa).

Özet ve Nihai Öneriler

Alüminyum levhaların darbeli fiber lazerle kesilmesinin özü şudur:"Hassas ısı kontrolü"Aşağıdaki yol önerilir:

1. Net öncelik:Öncelikle asıl hedefinizin kesit kalitesi, kesme verimliliği veya sonraki kaynak performansı olup olmadığını belirleyin.

2. Birincil parametrelerin kalınlığına göre:Önceki tabloya bakarak, alüminyum levha kalınlığınıza ve önceliğinize göre öncelikli lazer modunu ve gaz türünü belirleyin.

3. Detaylı hata ayıklama ve doğrulama:Yardımcı hava basıncı ve kesme hızı etrafında hassas ayarlamalar yapılır ve deneme kesimi doğrulaması titizlikle gerçekleştirilir.