Технические трудности лазерной резки больших толщин

Нет никаких проблем с резкой стального листа толщиной менее 10 мм с помощью лазерного резака .

Но если вы хотите разрезать более толстый лист, вам часто приходится обращаться к мощному лазеру с выходной мощностью более 5 кВт, при этом качество резки также значительно снижается. Из-за высокой стоимости мощного лазерного оборудования режим работы выходного лазера не способствует лазерной резке.

Технические трудности резки толстого листа с помощью станка лазерной резки металла заключаются в следующем:

В реальном процессе резки лазерным резаком по металлу толщина листа, который можно разрезать, ограничена. Это тесно связано с нестационарным горением железной режущей кромки.

Для поддержания непрерывного процесса горения температура в верхней части щели должна достигать точки воспламенения.

Энергия, выделяемая сама по себе в результате реакции горения оксида железа, фактически не обеспечивает продолжение процесса горения.

С одной стороны, температура режущей кромки снижается за счет непрерывного охлаждения потоком кислорода из режущего сопла.

С другой стороны, слой оксида железа, образовавшийся после сгорания, покрывает поверхность заготовки, препятствуя диффузии кислорода. Когда концентрация кислорода снижается до определенной степени, процесс горения гаснет.

Когда лазерная резка осуществляется традиционным сходящимся лучом, лазерный луч действует на очень маленькую область на поверхности. Из-за высокой плотности мощности лазерного излучения температура поверхности заготовки достигает точки воспламенения не только в зоне лазерного излучения, но и более широкой области за счет теплопроводности.

Диаметр, с которым поток кислорода действует на поверхность заготовки, больше, чем диаметр лазерного луча.

Это указывает на сильную реакцию горения не только в зоне лазерного излучения, но и за пределами светового пятна, куда попадает лазерный луч.

При резке толстого листа скорость резки довольно низкая. Поверхность заготовки горит быстрее, чем скорость движения режущей головки.

После горения в течение некоторого времени процесс горения затухает из-за снижения концентрации кислорода.

Когда режущая головка перемещается в это положение, реакция горения начинается снова.

Процесс горения режущей кромки происходит периодически, что может привести к колебаниям температуры режущей кромки и плохому качеству разреза.

Снижение чистоты кислорода также является важным фактором, определяющим качество резки при раскрое толстого листа лазерным резаком.

Чистота потока кислорода оказывает сильное влияние на процесс резки.

При снижении чистоты потока кислорода на 0,9% скорость сгорания железо-кислородной смеси снижается на 10%.

При снижении чистоты на 5% скорость горения снижается на 37%.

Снижение скорости горения значительно уменьшит поступление энергии в разрезаемый шов и снизит скорость резания.

В то же время увеличивается содержание железа в жидком слое поверхности резания, что повышает вязкость шлака и приводит к затруднению выгрузки шлака.

Таким образом, в нижней части разреза будут образовываться серьезные шлаки, что делает качество разреза трудноприемлемым.

Для поддержания стабильности резки чистота потока режущего кислорода в направлении толщины листа, а также давление должны поддерживаться постоянными.

В традиционном процессе лазерной резки используется обычное коническое сопло, которое может удовлетворять требованию использования при резке тонких листов.

Однако при разрезании толстолистовой пластины в поле потока формируется ударная волна при увеличении давления подачи.

Ударная волна несет много опасностей для процесса резки, например, снижает чистоту потока кислорода и влияет на качество разреза.

Существует три способа решения этой проблемы:

1. Добавить пламя предварительного подогрева вокруг потока режущего кислорода.
2. Добавить вспомогательный поток кислорода вокруг основного потока режущего кислорода.
3. Целесообразный выбор конструкции внутренней стенки сопла для улучшения поля воздушного потока.

Советуем вам прочитать статьи опубликованные в нашем блоге ранее: «Почему лазер не режет? (Причины и решения)» и «Насколько точна оптоволоконная лазерная резка?».

Если вам понравилась статья, то ставьте лайк, делитесь ею со своими друзьями и оставляйте комментарии!