Bagaimana untuk mengurangkan kesan awan plasma pada logam pemotongan laser?

2024-05-30 10:27:27

Prinsip logam pemotongan laser adalah menggunakan pancaran laser sebagai sumber haba untuk menyinari permukaan bahan logam, menyebabkan suhu permukaan bahan logam meningkat ke takat lebur (didih). Pada masa yang sama, muncung menyembur gas pemotongan selari dengan arah penyinaran pancaran laser untuk mencairkan (mengewap) bahan. Tiup (apabila gas pemotong adalah gas aktif seperti oksigen, gas pemotong juga akan bertindak balas dengan bahan logam untuk memberikan haba pengoksidaan). Dengan mengawal peranti gerakan, kepala pemotong bergerak di sepanjang laluan yang telah ditetapkan untuk memotong bahan kerja pelbagai bentuk.

 

Semasa proses pemotongan logam mesin pemotong laser, ketumpatan kuasa laser kejadian adalah berbeza, dan perubahan pada permukaan bahan logam juga berbeza. Secara umumnya, apabila ketumpatan kuasa laser pada permukaan bahan logam mencapai susunan 10MW/cm², permukaan bahan logam akan cepat panas hingga ke takat didih bahan dan mengewap dengan kuat menjadi wap logam. Apabila ketumpatan kuasa laser pada permukaan bahan logam melebihi susunan 100MW/cm², wap logam yang tidak dapat dinyahcas dalam masa akan dipanaskan semula oleh tenaga laser, membentuk awan plasma.


Kebanyakan awan plasma yang dihasilkan oleh pemotongan laser bahan logam akan diterbangkan oleh gas pemotongan, dan bahagian kecil yang tinggal akan membentuk awan plasma dan menjejaskan pemotongan logam:

1) Awan plasma akan kekal di permukaan bahan logam, menghalang penghantaran tenaga laser dan mengurangkan kelajuan pemotongan.

2) Awan plasma yang terperangkap di bawah muncung bukan sahaja akan menukar medium kapasitansi antara muncung dan bahan logam, tetapi juga memanaskan muncung, menjejaskan parameter prestasi kemuatannya, mengganggu keputusan pengesanan pengawal ketinggian kapasitif, dan mengurangkan susulan Ketepatan kawalan mempengaruhi kesan pemotongan.

Mengambil laser 2000W yang kini digunakan secara meluas di pasaran sebagai contoh, jika digunakan dengan kepala pemotong 100/125 (panjang fokus kanta kolimator/panjang fokus kanta fokus), apabila diameter teras kuncir kurang daripada 40 μm, purata ketumpatan kuasa titik cahaya pada fokus sifar Ia akan mencapai susunan 100MW/cm², terutamanya apabila memotong plat logam nipis, lebih mudah untuk menjana awan plasma.

 

Untuk menangani masalah ini, proses pemotongan berikut boleh mengurangkan kesan awan plasma pada proses pemotongan dengan berkesan:

1. Mengamalkan pemotongan nadi. Kaedah pemotongan nadi boleh memastikan kuasa puncak laser di satu pihak, dan memendekkan masa penyinaran laser pada bahan logam sebaliknya, mengurangkan penjanaan awan plasma.

2. Kurangkan kuasa pemotongan laser dengan sewajarnya. Tanpa mengubah keadaan lain, mengurangkan kuasa pemotongan boleh mengurangkan ketumpatan kuasa purata pada fokus dan mengurangkan penjanaan awan plasma. Contohnya, apabila menggunakan laser 2000W mod tunggal untuk memotong keluli tahan karat 1mm pada kuasa penuh dan fokus sifar, kelajuan pemotongan tidak sesuai kerana pengaruh awan plasma. Apabila kuasa pemotongan dikurangkan kepada 1800W, kelajuan pemotongan meningkat sebanyak 50%.

3. Lebarkan celah pemotongan dengan sewajarnya. Melebarkan alur pemotongan bukan sahaja menyediakan saluran yang lebih luas untuk awan plasma tersebar ke bawah, mengurangkan kesan awan plasma pada pemotongan, tetapi juga membantu mempercepatkan pelepasan sanga dalam alur dan meningkatkan kesan pemotongan.

4. Pendekkan ketinggian pemotongan dengan sewajarnya. Ketinggian pemotongan bukan sahaja secara langsung menentukan ketebalan awan plasma antara muncung dan permukaan bahan logam (semakin pendek jarak, semakin nipis awan plasma), tetapi juga semakin dekat dengan muncung pemotong, semakin tinggi tekanan gas pemotongan dikeluarkan dari tengah muncung (lihat rajah 2) Peningkatan tekanan udara pemotongan membantu mempercepatkan serakan awan plasma di bawah muncung dan mengurangkan perisai laser kejadian oleh awan plasma. Oleh itu, pada premis memastikan keselamatan kepala pemotong, lebih pendek jarak berikut, lebih baik.

5. Gunakan muncung pemotong yang sesuai. Muncung yang sesuai boleh meningkatkan kadar aliran gas tanpa meningkatkan diameter muncung, dan boleh mempercepatkan penyebaran awan plasma logam.

6. Tambah peranti meniup sisi dan peranti penyejuk muncung pada kepala pemotong. Peranti tiupan sisi digunakan untuk meniup sebahagian daripada awan plasma dan mengurangkan pengumpulan awan plasma di bawah muncung. Peranti penyejuk muncung boleh mengurangkan kesan terma awan plasma pada muncung dan mengelak daripada menjejaskan parameter prestasi kapasitif muncung.

7. Gunakan pelaras ketinggian kapasitif kadar pensampelan tinggi. Pengawal ketinggian kapasitif kadar pensampelan tinggi bukan sahaja dapat memastikan ketepatan berikut, tetapi juga menentukan perubahan dalam awan plasma di bawah muncung dengan memantau perubahan dalam nilai kapasitans. Dengan memantau perubahan dalam awan plasma, alat mesin boleh mengambil langkah seperti nyahpecutan, jeda dan pemotongan nadi. Untuk mengurangkan kesan awan plasma pada pemotongan.

Dapatkan harga terkini? Kami akan bertindak balas secepat mungkin (dalam masa 12 jam)