Қалың табақшаларды кесуге арналған лазерлік қуат пен сәуле сапасы талаптары
Қалың табақшалар үшін лазерлік метал кесу машинасын дұрыс таңдау — дәл қуатты реттеу мен өте жоғары сәуле фокусын қамтамасыз етуін талап етеді. Жоғары киловатт (кВт) шығысы тереңірек проникновение береді, бірақ тек қана шамадан тыс қуат сапалы кесуді кепілдемейді — сәуле сапасы мен жылу басқаруы да осындай маңызды роль атқарады.
Талшықты лазердің кВт шығысын (8–12 кВт) табақша қалыңдығымен (20–40 мм жоғары көміртекті болат) сәйкестендіру
8–12 кВт аралығында жұмыс істейтін лазерлер 20–40 мм қалыңдықтағы көміртекті болат пластинкаларын және одан да қалың материалдарды кесуге қажетті дәл осы тепе-теңдікті қамтамасыз етеді. Саладағы бақылауларымызға қарағанда, бұл диапазонның төменгі шегінде, мысалы, 6 кВт лазері 25 мм-ден аса пластинкаларды кесуге қабілетсіз, себебі толық емес кесілулер мен кейде 0,5 мм-ден асатын кесік енінің ауытқулары пайда болады. Ал керісінше, аз қалыңдықтағы материалдарға көп қуат беру де ақылға сыймайды, себебі бұл энергия қорын тез жұмсайды және соплаларды тез тозықтырады, ал кесік сапасына ешқандай жақсарту әкелмейді. Бұл түсіндірмелерден кейін келетін кестедегі цифрларға назар аударыңыз. Бұл көрсеткіштер кәсіпорындағы қалыпты жұмыс істеу кезінде жиналған нақты сынақ нәтижелерін көрсетеді.
| Лазердің күші | Максималды тиімді қалыңдық | Кесу жылдамдығы | Кесік дәлдігі |
|---|---|---|---|
| 8 кВт | 30 мм көміртекті болат | 1.2 м/мин | ±0,15 мм |
| 10 кВт | 35 мм көміртекті болат | 1,8 м/мин | ±0,12 мм |
| 12 Квт | 40+ мм көміртекті болат | 1,0 м/мин | ±0,20 мм |
КВт сипаттамаларын анықтағаннан бұрын әрқашан материалдың маркасын, бетінің күйін және қажетті өлшемдік дәлдік шектерін тексеріңіз — әсіресе құрылымдық немесе қысымдық ыдыстар үшін арналған болаттарды кескен кезде.
Неге жоғары қуаттылық тығыздығы мен өте жақсы сәулелену сапасы (BPP < 2,5) таза КВт мәніне қарағанда маңыздырақ?
Сәуле параметрлерінің көбейтіндісі (BPP) — бұл лазердің қаншалықты жақсы кесетінін киловаттпен өлшенетін максималды қуат көрсеткішіне қарағанда толығырақ айтып береді. Егер BPP 2,5-тен төмен болса, лазер энергиясын 50 микроннан кіші нүктелерге фокустай алады. Бұл кесудің көпшілігін таза орындауға, жылу әсерінен пострадаған аймақтардың минималды болуына (0,3 мм-ден кем) және 30 мм көміртекті болатты тесуге 40% тездетуге әкеледі — бұл BPP-сы 4,0-тан жоғары болатын жоғары қуатты жүйелермен салыстырғанда. Тығыз фокуслау өзінің басқа да артықшылықтарын да береді: шлак түзілуін шамамен 60 пайызға азайтады, ірі конструкциялық бөлшектерде бұзылулардың пайда болуын болдырмауға көмектеседі және жалпы алғанда түзу жиектерді қамтамасыз етеді. Лазерлік кесу машиналарын бағалайтын кез келген адам оларды сынақ кезінде сәуленің коллимациясын міндетті түрде тексеруі керек. Осы кезде өндірушілердің қағазда уәде еткені мен цехта нақты болатын нәрселер арасындағы нағыз айырмашылықтарды байқаймыз.
Тұрақты лазерлік металды кесу машинасының негізгі механикалық және жылулық дизайн ерекшеліктері
Дәл биіктік сезімталдығы мен сенімді қалың тақталарда қалыңдық бойынша өтетін бастапқы өткізу
Сыйымдылықты биіктік сезгіштері кесу тесігін ашқан кезде форсунканы тақта бетінен шамамен жарты миллиметрден бір жарым миллиметрге дейін ұстайды, бұл қыздырғанда иілуге склонды болатын жиырма мен қырық миллиметр арасындағы қалың көміртекті болаттар үшін өте маңызды. Ақылды тесу бағдарламасымен қосылғанда, бұл сезгіш жүйелер нақты қандай қалыңдықта материал орналасқанына қарай қуат деңгейлері мен газ қысымын реттей алады. Бұл комбинация бірнеше жағынан өте тиімді: форсункалардың тақтаға соғылуын болдырмау, материал өткен кезде артқа қарай шашыраған энергиядан қымбат оптикалық линзалардың зақымдануын болдырмау, сонымен қатар жалпы алғанда, барлығы практикада теорияда көрсетілгеннен де тиімдірек жұмыс істеуін қамтамасыз ету.
- шлактың тұрақтануында 60% азаю , бұл оптималды алдын-ала тесу кезеңдері арқылы қол жеткізіледі
- тесу циклдарында 25% жылдамдық арту , ақылды энергия модуляциясы арқылы қамтамасыз етіледі
- Тұрақты толық қалыңдықтағы тереңдікке түсу — бұрышталған немесе теңсіз материалдарда да
Линзаның ығысуын болдырмау және кесудің тұрақтылығын сақтау үшін белсенді салқындату және жылулық тұрақтылық жүйелері
Суықтатуға негізделген лазерлік басымдар оптикалық компоненттерін шамамен жарты градус Цельсий ішінде тұрақты ұстайды. Бұл фокустың ығысуын болдырмауға көмектеседі, ал фокустың ығысуы – бұл әсіресе ұзақ уақыт жұмыс істейтін қондырғыларда кесінділердің шеттерінде кеңеюі мен конустық пішіннің пайда болуының негізгі себебі. Жүйеде жылулық бақылаудың үш сатысы қолданылады: мыс толқын өткізгіштер арқылы суықтату, оптикалық элементтерді керамика арқылы изоляциялау және температураның өзгеруіне қарай реттелетін коллиматорлар. Бұл мүмкіндіктер бірігіп, лазерлік сәулелерді фабриканың өндірістік алаңында толық сегіз сағаттық смена бойы бестен аспайтын микрометр шегінде тұрақты ұстайды. Сондай-ақ, объективтер қажетті температурадан бір градусқа ғана қызып кетсе де, ол да проблемалар туғызады. Мысалы, 30 мм қалыңдығындағы болатты кескен кезде идеал түзу сызықтан 0,15 градусқа ауытқу байқалады. Сондықтан көптеген адамдар қуат шығысын көтеру – ең маңызды фактор деп ойласа да, тәжірибелік нәтижелер көрсетеді: нақты өнеркәсіптік жұмыстарда қатаң өлшемдік дәлдіктерді тұрақты қамтамасыз ету үшін температураны қатаң бақылау – шынымен айырмашылық жасайтын негізгі фактор.
Материалға арналған кесу өнімділігі мен көмекші газдың оптимизациясы
Темір, тұрақты болат, алюминий және мыс қорытпаларын (40 мм-ге дейін) таза, шлаксыз кесуге арналған оттегі, азот және гибридті газ стратегиялары
40 мм-ге дейінгі қалың пластинкалармен жұмыс істеген кезде шлаксыз таза кесінділер алу үшін лазерлік қуатты көтеруден гөрі, әрбір материалға дұрыс көмекші газдарды таңдау маңызды. Көміртекті болат үшін оттегі жақсы жұмыс істейді, себебі ол кесуді тездететін пайдалы экзотермиялық реакциялар туғызады. Бірақ ескеріңіз! Қысым 12–20 бар аралығында ұсталуы керек, әйтпесе шлактың көп мөлшерде жиналуына әкеледі. Титан болаты — басқаша жағдай. Жақсы кесінділерді алу және коррозияға төзімділікті сақтау үшін кемінде 99,95% таза азот пен 18–25 бар аралығындағы ағыс қажет. Алюминиймен жұмыс істеген кезде азот немесе сүзілген қысылған ауа әдетте ең тиімді нұсқа болып табылады. Ағыс жылдамдығы сағатына 25–35 кубометр шамасында болуы керек. Тым аз болса, балқыған металл кесінді аймағына жабысады, ал тым көп болса, ағыс турбулентті болады. Мыс өте шағылысушы және жоғары өткізгіштікке ие болғандықтан, оны кесу әдетте қосымша қиындықтар туғызады. Кемінде 22 бар азот кесуді тұрақтандырады және қауіпті артқы шағылысуларды болдырмауға көмектеседі. Кейбір цехтар газдарды араластыру арқылы да сәтті нәтижелерге қол жеткізген. Мысалы, көміртекті болатты кесу үшін 70% азот пен 30% оттегінің араласпасы шлак түзілуін шамамен 40%-ға азайтады, бірақ таза оттегінің кесу жылдамдығын сақтайды. Барлық бұл газ параметрлерін машина қажет ететін шарттарға сәйкестендіруді ұмытпаңыз. Тораптар, ағыс жолдары мен лазерлік профилдер де маңызды. Параметрлер дұрыс сәйкес келмесе, бүкіл жүйе аэродинамикалық тұрақсыздыққа ұшырайды, және ешқандай жетілдірілген лазерлік сәулелер технологиясы осы проблеманы шеше алмайды.
Жиі қойылатын сұрақтар
Лазерлік кесуде сәуле сапасының (BPP) маңызы қандай?
Сәуле сапасы немесе сәуле параметрінің көбейтіндісі (BPP) лазерлік кесуде өте маңызды, өйткені ол лазердің энергиясын жіңішке нүктеге қаншалықты тиімді шоғырландыра алатынын анықтайды. Әдетте 2,5-тен төмен BPP мәні тұрақты фокустауға және таза кесуге мүмкіндік береді, жылу әсерінің аймағын азайтады және шлак түзілуін едәуір төмендетеді.
Көмекші газды таңдау лазерлік кесудің сапасына қалай әсер етеді?
Оттегі, азот және ауа сияқты көмекші газдарды таңдау таза, шлаксыз кесулер алу үшін өте маңызды рөл атқарады. Әрбір материалдың кесу сапасын оптималдау, кесу жылдамдығын арттыру, шлакты азайту және кесілетін материалдың бүтіндігін сақтау үшін белгілі бір газдар мен қысымдар қажет.
Неге лазерлік кесуде жылулық тұрақтылық өте маңызды?
Жылулық тұрақтылық — тұрақты кесу өнімділігін сақтау үшін маңызды, өйткені температураның тербелістері фокустың ығысуына әкеледі, нәтижесінде кесілетін сызықтар кеңейеді, конус тәрізді иілу артады және кесу бұрыштары қажетті мәннен ауытқиды. Тиімді салқындату және жылулық басқару жүйелері лазердің оптикалық компоненттерін тұрақтандырады, дәл нәтижелерге қол жеткізуге көмектеседі.