Beberapa Pengetahuan Asas Memotong Laser

Seawal tahun 1970-an, laser pertama kali digunakan untuk memotong. Dalam pengeluaran perindustrian moden, pemotongan laser lebih banyak digunakan dalam kepingan logam, plastik, kaca, seramik, semikonduktor, tekstil, pemprosesan bahan kayu dan kertas.

Pemotongan laser

Apabila pancaran laser yang difokuskan bersinar pada bahan kerja, kawasan yang diterangi akan menjadi panas secara mendadak untuk mencairkan atau mengewapkan bahan. Sebaik sahaja pancaran laser menembusi bahan kerja, proses pemotongan bermula: pancaran laser bergerak sepanjang kontur sambil mencairkan bahan. Aliran jet biasanya digunakan untuk meniup lelehan dari potongan, meninggalkan jurang sempit hampir selebar pancaran laser tertumpu di antara bahagian potong dan bingkai.

Pemotongan api

Pemotongan api adalah proses standard untuk memotong keluli karbon rendah, menggunakan oksigen sebagai gas pemotong. Oksigen diberi tekanan sehingga 6bar dan ditiup ke dalam hirisan. Di sana, logam yang dipanaskan bertindak balas dengan oksigen: ia mula terbakar dan teroksida. Tindak balas kimia membebaskan sejumlah besar tenaga (sehingga lima kali ganda tenaga laser) untuk membantu pancaran laser memotong.

Pemotongan gabungan

Pemotongan lebur adalah satu lagi proses standard yang digunakan semasa memotong logam. Ia juga boleh digunakan untuk memotong bahan boleh lebur lain, seperti seramik.

Nitrogen atau gas argon digunakan sebagai gas pemotong, dan tekanan gas 2 hingga 20bar ditiup melalui hirisan. Argon dan nitrogen adalah gas lengai, yang bermaksud mereka tidak bertindak balas dengan logam cair dalam potongan, hanya meniupnya ke bahagian bawah. Pada masa yang sama, gas lengai boleh melindungi canggih daripada pengoksidaan udara.

Pemotongan udara termampat

Udara termampat juga boleh digunakan untuk memotong kepingan logam. Tekanan udara hingga 5 hingga 6bar adalah mencukupi untuk meniup logam cair dalam hirisan. Oleh kerana hampir 80% udara adalah nitrogen, pemotongan udara termampat pada dasarnya adalah pemotongan lebur.

Pemotongan dibantu plasma

Jika parameter dipilih dengan betul, awan plasma akan muncul dalam hirisan pemotongan lebur berbantukan plasma. Awan plasma terdiri daripada wap logam terion dan gas pemotong terion. Awan plasma menyerap tenaga laser CO2 dan menukarkannya kepada bahan kerja, membolehkan lebih banyak tenaga digandingkan dengan bahan kerja, dan bahan mencairkan lebih cepat, menghasilkan pemotongan yang lebih pantas. Oleh itu, proses pemotongan ini juga dipanggil pemotongan plasma berkelajuan tinggi.

Awan plasma sebenarnya telus berbanding laser pepejal, jadi pemotongan lebur berbantukan plasma hanya boleh dilakukan dengan laser CO2.

Pemotongan pengegasan

Pemotongan pengegasan mengewapkan bahan dan meminimumkan kesan haba pada bahan sekeliling. Ini boleh dicapai dengan menggunakan laser CO2 berterusan untuk memproses bahan dengan penyejatan haba yang rendah dan penyerapan yang tinggi, seperti filem plastik nipis dan bahan tidak lebur seperti kayu, kertas dan buih.

Laser berdenyut ultrashort membolehkan teknik ini digunakan pada bahan lain. Elektron bebas dalam logam menyerap laser dan memanaskan dengan kuat. Denyutan laser tidak bertindak balas dengan zarah cair dan plasma, dan bahan menyublim secara langsung, tidak meninggalkan masa untuk memindahkan tenaga dalam bentuk haba kepada bahan sekeliling. Tiada kesan terma yang jelas apabila nadi picosecond mengecilkan bahan, tiada pembentukan lebur dan burr.

Parameter: Laraskan proses

Banyak parameter mempengaruhi proses pemotongan laser, sebahagian daripadanya bergantung pada prestasi teknikal laser dan alat mesin, manakala yang lain berubah-ubah.

Darjah polarisasi

Tahap polarisasi menunjukkan berapa peratus cahaya laser telah ditukar. Tahap polarisasi biasa adalah sekitar 90%. Ini cukup untuk potongan berkualiti tinggi.

Diameter fokus

Diameter fokus mempengaruhi lebar hirisan dan boleh diubah dengan menukar panjang fokus cermin fokus. Diameter fokus yang lebih kecil bermakna hirisan yang lebih sempit.

Kedudukan fokus

Kedudukan fokus menentukan diameter rasuk dan ketumpatan kuasa pada permukaan bahan kerja serta bentuk hirisan.

Kuasa laser

Kuasa laser harus dipadankan dengan jenis pemprosesan, jenis bahan dan ketebalan. Kuasa mestilah cukup tinggi sehingga ketumpatan kuasa pada bahan kerja melebihi ambang pemesinan.

Mod kerja

Mod berterusan digunakan terutamanya untuk memotong profil standard bahan mesin dalam saiz milimeter hingga sentimeter. Untuk mencairkan perforasi atau menghasilkan profil yang tepat, laser berdenyut frekuensi rendah digunakan.

Kelajuan pemotongan

Kuasa laser dan kelajuan pemotongan mesti sepadan antara satu sama lain. Memotong terlalu cepat atau terlalu perlahan akan mengakibatkan peningkatan kekasaran dan pembentukan burr.

Diameter muncung

Diameter muncung menentukan kadar aliran dan bentuk gas yang mengalir keluar dari muncung. Lebih tebal bahan, lebih besar diameter pancutan gas, dan sejajar dengan itu, diameter bukaan muncung juga perlu ditingkatkan.

Ketulenan dan tekanan gas

Oksigen dan nitrogen sering digunakan sebagai gas pemotong. Ketulenan dan tekanan gas menjejaskan kesan pemotongan.

Apabila pemotongan nyalaan oksigen digunakan, ketulenan gas perlu mencapai 99.95%. Semakin tebal plat keluli, semakin rendah tekanan gas yang digunakan.

Apabila menggunakan pemotongan cair nitrogen, ketulenan gas perlu mencapai 99.995% (idealnya 99.999%), dan tekanan udara yang lebih tinggi diperlukan apabila mencairkan dan memotong plat keluli tebal.

Senarai parameter teknikal

Pada peringkat awal pemotongan laser, pengguna mesti menentukan tetapan parameter pemprosesan dengan sendiri melalui larian ujian. Parameter pemesinan matang kini disimpan dalam unit kawalan sistem pemotongan. Untuk setiap jenis dan ketebalan bahan, terdapat data yang sepadan. Lembaran data teknikal memungkinkan untuk mengendalikan peralatan pemotongan laser dengan lancar walaupun untuk orang yang tidak biasa dengan teknologi ini.

Faktor penilaian kualiti pemotongan laser

Terdapat banyak kriteria untuk menentukan kualiti tepi potong laser. Kriteria seperti bentuk burr, kemurungan, bijirin boleh dinilai dengan mata kasar; Keserenjangan, kekasaran dan lebar hirisan diukur dengan instrumen khas. Pemendapan bahan, kakisan, kawasan yang terjejas haba dan ubah bentuk juga merupakan faktor penting dalam mengukur kualiti pemotongan laser.

Prospek yang luas

Kejayaan berterusan pemotongan laser sukar dicapai dengan kebanyakan kaedah pemprosesan lain. Trend ini berterusan hari ini. Pada masa akan datang, prospek penggunaan pemotongan laser akan menjadi lebih dan lebih luas.