Талшыктын лазердик кесүү машинасы 30 ммден ашкан калың плита-ларды иштете алабы?

Талшыктын лазердик кесүү машинасынын калыңдык чектери: теориядан чындыкта иштөө мүмкүнчүлүгүнө чейин

Очень жогорку кубаттуулуктагы талшыктын лазерлери (12–30 кВт) калың плита-ларды кесүүнү кандай өзгөрттү?

Бүгүнкү күндө талшык лазердик кесүү машиналары 30 ммден гөрө ашык калыңдыктагы пластинкаларды татыктуу кесе алышат, бул мүмкүн болгону — бүгүнкү күндө жеткиликтүү болгон 12–30 кВттук өтө күчтүү лазердик башкаруу чыганактары аркылуу ишке ашырылат. Эгерде конкреттүү сандарга караганда, 30 кВтта иштеген машиналар карбондук болоттун 80 ммге чейинки калыңдыгын жана шымшыр болоттун 70 ммге чейинки калыңдыгын кесе алышат. Бул мүмкүнчүлүк аркылуу көпчүлүк өндүрүшчүлөр структуралык бөлүктөрдү жасоо үчүн плазма кесүү же отун-оксиддик ыкмаларга таянышпай калышат. Бул мүмкүнчүлүккө жетишүүнүн себеби — бир гана күчтүүлүк эмес. Бул жетишкендиктер лазердик нурдун сапатын жакшыртуу, акылдуу термалдык башкаруу системалары жана энергияны кесилген материалга ыңгысыз ташуу эффективдүүлүгү аркылуу ишке ашырылат. Мисалы, 25 мм карбондук болоттун пластинкаларын кесүүдө 30 кВт жана 15 кВт системаларынын ортосундагы айырмачылыкты карап көрөлү. Жогорку күчтүү система 40 процентке тезирээк иштейт. Ошондой эле, чындыкта өндүрүштүк шарттарда өткөрүлгөн сыноолордо бул системалар ассистент газ катары азот колдонулганда 40 мм калыңдыктагы пластинкаларды кесүүдө минутасына 0,8 метр турган кесүү тездигин сактап калышат.

Физиканын негизи: Күчтүн тыгыздыгы, нурдун сапаты (BPP) жана материалдын термалдык касиеттери

Калың пластинкаларды кескенде жакшы натыйжаларга жетүү чыныгында бирдиктеги түйүндүн аянтына туура келген ватттар менен өлчөнгөн жетиштүү кубаттун тыгыздыгын сактоого байланыштуу, бул Бим Параметр Продукт (BPP) төмөн болушуна келет. Биз бимдин сапатын 2,5 мм·мраддан төмөн деп айтканда, бул лазерди материалдын тереңдүгүнө чейин фокустоого жардам берет, ошондуктан кесилген четтер 30 мм белгисинен кийин да түз калат. Көмүрттүү болот менен иштегенде, оттек кошуу кесүүнү жеңилдетүүчү экзотермиялык реакцияларды пайда кылат. Ал эми шымшыр болот башка сюжетти түзөт, анткени анын көп токойдуу калдыктарын тосуу жана чагылдыруучулугун жоюу үчүн таза азот керек. Алюминий дагы бир кыйынчылык тудурат, анткени ал жылуулукту жакшы өткөрөт, ошондуктан көпчүлүк цехтар 30 кВт машинаны максималдуу күч менен иштетсе да, 35 ммден ашык калыңдыктагы детальдарды кесүүдө кыйынчылыкка учурайт. Эрип баштаганда болуп жаткан процесстер да маанилүү: фазалык өзгөрүштөр энергияны канчалык жутууго таасир этет, ошондуктан 50 мм шымшыр болоттун бөлүктөрү үчүн жылуулук таасиринин зонасы (HAZ) 1,5 ммгача тереңдүккө жетиши мүмкүн. Бул операторлордун тез түзүлгөн кесүүлөрдү алуу үчүн температураны башкаруу жана оптикалык орнотмолорду так баланста кармоосу керек экенин билдирет.

Пластиналардын (≥30 мм) талшыктык лазердик кесүү машинасынын материалга ылайык көрсөткүчтөрү

Көмүрттүү болот: 30 кВт менен 80 ммге чейин – экзотермиялык оксидденүүнүн аркасында

Көмүрттүү болот үчүн 30 кВт системасын колдонгондо кесиле турган максималдуу калыңдык ошондой эле экзотермиялык оксидденүү процессинин аркасында 80 ммге чейин жетет. Бул техника кислороддун жардамын камтыйт, ал натыйжада үзгүлтүз жылуулук реакциясы башталат. Бул процесс боюнча кызыктуу болгон негизги жагы — металл өзүнчө энергия чыгарат, ошондуктан лазерден гана көп күч керек эмес. Бул таасирдин аркасында операторлор адатта минутасына 0,3–0,8 метр арасындагы туруктуу кесүү тездигин жетиширишет. Дагы бир артыкчылык — кесилгендэн кийин көп дросс калбайт. Бул конструкциялык компоненттерди жасоодо өтө маанилүү, анткени алар көбүнчө кийинки иштетүү үчүн аз гана тазалоого муктаж, бул фиништөө процесстерине кеткен убакыт жана каражатты экономиялайт.

Коррозияга төзүмдүү болот жана алюминий: 70 мм жана ~35 мм чеги – чагылдыруучулук жана шлак проблемалары

Коррозияга төзүмдүү болот менен иштегенде, көбүнчө 70 мм чоңдукка чейинки чектөөлөр бар, андан ары көпчүлүк кынтыштар пайда болот. Материал хром оксиддик катмарларды пайда кылат жана чагылышуу касиетин 40% чамасынан ашып кетет, бул операторлорго азот басымын так түзөтүүгө жана кесүү процессин белгилүүлүк кадам менен жайлантыш керек экенин билдирет. Мисалы, 50 мм калыңдыкта кесүү тездиги кырларды сактоо үчүн 1 мүнөттө 0,2 метрге түшөт. Алюминий башкача кынтыштарды түзөт. Анын жогорку жылуулук өткөрүүчүлүгү жана эриген шлактын жабышуу жеңилдиги 35 мм чамасынан ашып кеткенде надеждуу кесүүлөрдү кыйындаштырат, бул 30 кВт сыяктуу максималдуу кубатта иштеген машиналар үчүн да тууралык. Бул материалдар менен иштеген ким болсо да, бул чектөөлөрдүн аркысынан өтүүгө аракет кылганда натыйжасы жаман болотун билет. Иштетүү тездиги, кырлардын сапаты жана калдык шлактардын башынан кутулуш үчүн компромисстерге чыгыш керек, башкача айтканда, кийинчерээк кошумча тазалоо иштерин колдонуу зарыл.

Талкаларды түзүштүрүүчү лазер менен кесүү машинасында надёждуу ≥30 мм иштетүү үчүн критикалык кесүү параметрлери

Жардамчы газдын стратегиясы: оттек жана азоттун басымы, тазалыгы жана агым динамикасы

Калың пластинкалар менен иштегенде туура газды тандоо баарынан маанилүү. Таза оттек (99,5% жана андан жогору) карбондук болот менен иштегенде жакшы иштейт, анткени ал полездуу экзотермиялык реакцияларды тудурат, бирок оксидденүүгө таянычы жогору болот. Оксидсиз таза кырлар алуу үчүн нержелүү болот 25 бардан жогору басымда азотту талап кылат, бирок алюминийдин чагылдыргычдык касиети анын үчүн башкача чечим табууну кыйындаштырат. Газдын ламинардык агышын сактоо турган кесилди устойчивого кылууга жана чегелердин бурчунун озгороочулугун азайтууга жардам берет. Агыш турбуленттүү болгондо, эриген материал туура чыгарылбайт. Өнөржат тармагында сыноолордон өткөн газдын орнотулушун колдонгон өндүрүшчүлөр стандарттык заводдук орнотулуштарга караганда өнөржат буюмдарына жабышып калган дроссунун санын 40% га азайтат. Бул түрдөгү тактык өнөржат ортосунда үзгүлтүсүздүк маанилүү болгондо өтө маанилүү.

Дросс жана чегелердин бурчуна таасир этүүчү үч параметр: ылдамдык, фокустун орну жана импульстук модуляция

Калың бөлүктөрдө кесилдин сапатын башкаруу үчүн үч бири-бири менен байланышкан параметр:

• Кесүү ылдамдыгы толук эрүүнү камсыз кылуу үчүн 30 мм кара болот үчүн ≥0,8 м/мин болушу керек;
• Фокустуу орду энергия тыгыздыгын кесилген жердин негизинде максималдуу деңгээлге жеткирүү үчүн адатта материалдын тереңдигинин 1/3 бөлүгүнө орнотулган;
• Импульстуу модуляция , пиктеги кубаттуулугу орточо кубаттуулуктан >2 эсе жогору болгондо, жылыткан аймақ (HAZ) 30% га кичирейет жана кесилген алдыңкы жагын туруктандырат.

Айырымдар натыйжаларга көп таасир этет: модуляциянын жетишсиздиги дросс туташуусун 60% га көбөйтөт; фокустун туура эмес жайгашуусу кесилген жердин конустуулугун 5°–дан ашырып, пост-иштөө чыгымдарын көтөрөт.

Өнөрөсөлүк калың плита үчүн талкалардын талкаларын кесүүдөгү практикалык чектөөлөр жана компромисстер

Тескелдүүлүктүн туруктуулугу vs. четтин сапаты: 30 мм ден ашык колдонулуштарда кубаттуулуктун парадоксу

Жогорку кубаттуулук деңгээли — 20–30 кВт чамасында — 40 ммден ашык токойго толгон болот пластинкаларды тесип өткөрүүдө ишти чыныгылап аткарат, бирок бул жагынан кемчиликтери да бар. Бул кошумча кубаттын баары металлдын бетине оксиддөшүүнү жана кесилген кырлардын бирдей эмес болушун көзөмөлдөн сыртка чыгарып таштайт. Көп тажрыйбалуу операторлор 45 мм карбондук болот менен иштөөгө башталганда кубаттын орнотулушун чыныгылап 15–20 процентке төмөндөтөт. Бул түз кесилгэн сызыктарды сактоого жана жасалган беттин жакшы көрүнүшүн камсыз кылат. Жылуулукту башкаруу үчүн импульстук модуляция техникаларын колдонсок дагы, кесилгендэн кийинки тегиздикти тазалоо иштерин аткарыбай калсак, беттин түрткүлүүлүгү 25 Ra дан жогору болуп калат. Сенимдүү кесилүү процессин камсыз кылуу менен бардык кызматкерлердин көздөгөн идеалдуу жылдыздуу бетти алгандын ортосундагы компромисс — бул таасирленишти избегүүчү нерсе.

Жылуулук таасиринин зонасы (HAZ), кесилүүнүн конустугу жана кийинки иштетүүнүн таасирлери

Калың табактарды лазер менен кесүү төмөнкү операцияларга таасир эткен туруктуу жылуулук таасирлерин киргизет:

• Жылуулук таасири аймагынын тереңдиги 50 мм челик-никель сплавында кесилген жердин чегинде механикалык касиеттерди өзгөртүшү мүмкүн болгондой, 1,5 мм ге чейин жетет;
• Кесилген оңкурчунун конус түрү 2–5° диапазонунда болот, бул программалык камсыздануу талап кылат жана топтолуштун тактыгын чектейт;
• Кесилген жерге жабышып калган металлдын калдыгы айрыкча челик-никель сплавы жана алюминийде кесилген жердин төмөнкү үчтүгүндө 0,3 мм ден ашып кетиши мүмкүн.

Бул чынгылыктар менен иштегенде иштөө убактысы табигый түрдө көтөрүлөт. Бул жерде керф беттерин иштөө үчүн жалпы цикл убактысынын 15–25 пайызын чыгарат. Ошондой эле, детальдардын токулууну болтурбоо үчүн көпчилүк учурда керектелген керне азайтуу үчүн жылуулукка төзүмдүүлүк берүүнү унутпаңыз. Динамикалык фокусту туташтыруу же ар түрлүү этаптарда газды алмаштыруу сыяктуу алдыңкы технологияларды колдонгондой эле, 40 ммден тургузулган материалдан түзүлгөн башка нерселерде жылуулук керне таасири аркылуу чечилбей турган кынтыгыздык орун алган. Ошондуктан, көпчүлүк өндүрүштүк цехтар структуралык компоненттердин баштапкы формаларын лазер менен кесүү, андан кийин акыркы иштөөлөрдү традициялык механикалык иштөө менен жүргүзүү сыяктуу архаикалык ыкманы сактап калат.