Металлды лазер менен кесүүнүн тездигин эмнелер таасирлеп турат?

Лазердик кубат жана анын металлды кесүү машинасынын иштешине таасир этүүчү сызыктуу эмес байланышы

Жалпы колдонулган металлар боюнча кубат–ылдамдык байланышы: болот, алюминий жана коррозияга чыдамдуу болот

Лазердик күчтүн чоңдугу материалдарды кесүүгө кетет тездикти аныктайт, бирок бул мамиле түз эмес жана кандай материал жөнүндө сөз болуп жатканына жараша өзгөрөт. Мисалы, 1 мм карбондук болот. 2 кВт лазер менен кесүү тездиги минутасына 708 дюймга барабар. Бирок бул күчтү 6 кВтка чейин үч эсе көбөйтсөк, өткөн жылдагы өнөрөсөлүк стандарттар боюнча тездик 2165 ипмге (дюйм/минута) чейин көтөрүлөт. Бул чыныгы 205% өсүш. Ал эми алюминий башка сюжетти түзөт. Ал жылуулукту жакшы өткөрөт жана энергияны ошончолук сиңирбөйт, ошондуктан операторлор бирдей калыңдыктагы болотко караганда 30–40% га көбүрөөк күч талап кылат. Термоустойкуч болот да башка бир кыйынчылыкты түзөт. Артыкчылыксыз таза кесилген жерлерди алуу үчүн процесс боюнча күчтүн деңгээлин так түзөтүү керек. Андан соң мышьяктын кушундары келген энергиянын көпчүлүгүн чагылдырат. Алар болот сиңирген энергиянын 40% гана сиңирет, ошондуктан станокчуулар көпчүлүк учурда иштеп жатканда күчтүн деңгээлин чоң өзгөртүүгө туруп калат. Кээ бир иштерде жакшы четтерди жана бирдей кесилген тууралыкты алуу үчүн детальды эки жолу өткөрүү талап кылынат.

Оптималдуу күч чегинен ашып кеткендеги төмөнөгөн тиришчилдик: IPG жана TRUMPF бенчмарктарынан алынган маалыматтар

Белгилүү материалдык чектерден ашып кетүү, жөн гана лазердик кубаттуулукту көтөрүү азыркы учурда анчалык пайдалуу эмес жана тескерисинче, кесилген сапатты бузууга алып келет. Мисалы, алюминийди алсак. 8 мм калыңдыктагы плита менен иштегенде, TRUMPFдун өткөн жылдагы изилдөөлөрүнө ылайык, 4 кВттан жогору кубаттуулук колдонуу кесилүүнү бардыгы 5% гана тездетет, бирок кесилген жээктин тегиздигин 40% га жамандаштырат. Эгерде кимдир бирөө 15 мм калыңдагы жумшак болотту 8 кВттан жогору кубаттуулук менен кесип көрсө, анда оксиддошуу маселеси тездетилет жана кийинки этапта иштөөгө кедергилүү болгон оксид катмарлары пайда болот. Бул кийинки иштөөлөрдүн кошумча зарылдыгы чыгымдарга туруктуу таасир этет. Бул жерде болуп жаткан нерсе — жөн гана физика. Ашыкча кубаттуулук материалды ошончалык тез эртет, андайда жардамчы газ эртүүлөрдү тазалап чыгара албайт; натыйжада керексиз кайра кристаллданган катмарлар жана тегиз эмес кесилүүлөр пайда болот. Иш дүйнөсүндөгү ири компаниялар — IPG жана TRUMPF — кубаттуулуктун ошол «таттуу нукталарын» аныктаган, башкача айтканда, кубаттуулуктун белгилүү деңгээли чыгымдарды көп бузбай, бирок өнүмдүүлүктү толуктай тездетет. Алардын графиктери кубаттуулук деңгээли менен чыгымдардын чыныгы өсүшү ортосундагы логарифмдик байланышты көрсөтөт, бул ишканаларга ишти жетиштүү тездикте аткаруу менен бирге жакшы кесилген жээктин сапатын сактоо жана узак мөөнөткө техникалык кызмат көрсөтүүнүн чыгымдарын төмөндөтүү ортосундагы теңдештиктүүлүктү табууга жардам берет.

Материалдын қасиеттери: Калыңдыгы, чагылдыруучулугу жана жылу өткөрүшчүлүгү негизги ылдамдык чектөөчүлөр

Жезилген болоттун (1–25 мм) жана алюминийдин (1–12 мм) калыңдыгы–ылдамдык тескери экспоненциалдык кемүүсү

Кесилген материалдын калыңдыгы металлды кесүү машиналарынын жетишип алуусу мүмкүн болгон чегин белгилейт. Кагаздар калыңдап барган сайын кесүүнүн тездиги күчтүү төмөндөйт. Мисалы, 12 мм аллюминий кагазын кесүү үчүн 1 мм гана калыңдыктагы кагазды кесүүгө кетет турган убакыттын эки эсеси керек. 25 мм жумшак болот менен иштегенде жана 3 мм стандарттык материал менен иштегенде операторлор өзүнүн жабдууларын таякча менен үчтөн эки бөлүгүнө чейин жайлантышы керек. Бул неге болот? Негизги маселе жылуулукту башкаруу менен байланыштуу. Калың материалдар иштетилгенде жылуулуктун жарымынан ашыгын жоготот, анткени лазер энергиясы чоң аймактарга таралат жана материалды толугу менен тескелеп үлгүрбөй, жанына карай жылып баштайт. Эгер техниктер күчтүүлүк деңгээли, нурду фокустоо орду жана көмөкчү газдарды колдонуу ыкмасын материалдын ар кандай калыңдыгына ылайык түзөтпөсө, алар жарым кесилген бөлүктөрдөн баштап, бүркүлгөн бөлүктөргө чейин жана кырларда убакыттын өтүшү менен тузулган тозоктун жыйналышына чейин ар кандай кылдыр маселелерге дуушар болот.

Эмне үчүн жез жана жез сыяктуу жогорку чагылдыруу жөндөмү бар металлдар темирди кесүүчү машинада болоттон 40-60%га аз кескен

Медь менен латунь менен иштегенде физиканын түркүнөн эки негизги көйгөй пайда болот. Биринчиден, бул материалдардын чагылдыруу коэффициенти асмандай жогорку, аларга тийген лазер энергиясынын 70–90 процентин чагылдырат. Экинчиден, алар жылуулукту айдашып өткөрүшү өтө жакшы: мисалы, медьдеги жылуулуктун өтүшү коррозияга төзүмдүү болотко караганда такта 8 эсе тез. Ал эми болот близка инфракызыл лазер энергиясынын 65% чамасын сиңирет, ошондуктан аны иштетүү көпкө жөнөкөй. Бирок медь менен латунь бул иштетүүгө түзүлбөйт: алар кирген энергиянын көпчүлүгүн чагылдырат жана сиңирген энергияны кесүү аймагынан тез гана алып чыгат. Ошондуктан материалды эртүү үчүн узундугу керек болот, бул операторлорго минимум 2 киловатт чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы чоңдуктагы......

Жардамчы газдын стратегиясы: металл кесүү машинасынын максималдуу ылдамдыгы үчүн тип, басым жана агымды оптималдаштыруу

Оттек vs. Азот vs. Сыгытылган аба: материалга жараша ылдамдык жана кыр сапатынын алмашуусу

Кесүү ылдамдыгы жана кырлардын тазалыгы үчүн биз кандай жардамчы газды тандашыбыз — бул баарынан маанилүү. Мисалы, оттек. Жезилген болот менен иштегенде оттек темир менен экзотермиялык реакцияларды түзөт, алар кесүү ылдамдыгын дээрлик 40% чейин көтөрөт. Бирок бул жактан да кемчилик бар. Ал оксиддик кабат таштап кетет, бул артка калган жумуштарды (жөнөтүү) талап кылат. Андан сонор азот. Бул газ оксидсиз таза кесүүлөр берет, бул коррозияга туруктуу болот жана алюминий сыяктуу материалдар үчүн өтө жакшы. Бирок кемчилиги? Химиялык реакциялар жок болгондуктан, кесүү ылдамдыгы 20–30% чейин төмөндөйт. Акыркысы — компрессордун аймагы. Ал арзан, айрыкча 3 мм ден ашпаган жезилбеген жуп-жуп материалдар үчүн тартымдуу көрүнөт. Бирок калыңдыгы көбүрөөк бөлүктөрдү иштеп чыгууда проблемалар пайда болот, анткени атмосферадагы ным жана оттек жылуулук башкарууну бузат. Кесүү ылдамдыгы дээрлик 15–25% чейин төмөндөйт жана кырлардын формасы турмуштук түрдө бирдей эмес болот. Демек, эң жакшы тандоо ар бир иш үчүн эң маанилүү факторго байланыштуу. Эгер карбондук болоттун тез өтүшүнө муктаж болсоңуз, оттекти тандаңыз. Коррозияга туруктуу так бөлүктөрдү жасоо үчүн азот өтө жакшы иштейт. Компрессордун аймагын толерансиялар татаал эмес жана материалдын калыңдыгы аз болгондо, бирок чыгымдарды төмөндөтүү маанилүү болгондо колдонуңуз.

Оптикалык жана механикалык тактык: Кесүү ылдамдыгына таасир этүүчү фокус, нур сапаты жана кызмат көрсөтүү таасири

Нурдун чоңдугу, фокус тереңдүгү жана M² төмөндөшү: Нур сапаты >1.2 болгондо максималдуу ылдамдык 35% чейин төмөндөйт

Лазер нурларынын сапасы — М квадрат фактору деп аталган көрсөткүч менен өлчөнөт — материалдарды канчалык тез кесүүгө жана кесилген кырлардын четтеринин остроолугуна таасир этет. Тамаша Гаусс нуру үчүн М квадрат мааниси так 1,0 болот. Бул сан 1,2ден жогору көтөрүлгөндө, системада кандайдыр бир жерде кандайдыр бир нерсе туура эмес иштеп жатат. Кеңири таралган кыйынчылыктарга линзаларда топурак, туура турган эмес ойнолор же лазердин ичиндеги бөлүктөрдүн узак мөөнөттөн кийин износко учураганы кирет. Бул кыйынчылыктар лазер энергиясын фокустагы нуктада туура концентрациялоого тоскоолдук кылат, ал эми энергиянын бардык күчү ошол нуктада топтолушу керек. Натыйжада иштеген нуктада күч азаят, ошондуктан операторлор жакшы натыйжа алуу үчүн кесүү процессин 35% чейин бавыртат. Мисалы, 6 мм калыңдагы темирди кесүүнү карап көрөлү. М квадрат 1,5 болгондо, кесүү тездиги 1,1ден жогору нурлар менен иштегендеги 12 метр/минутка салыштырмалуу 8 метр/минуттан төмөн түшөт. Эгерде оптикалык компоненттерге карбон чөкмөлөрү жыйланып, алар тазаланбаса, М квадрат мааниси ай сайын 0,3гө жогорулатылат. Бул сыяктуу постепендуу тозуу өндүрүштүн эффективдүүлүгүн бавыртат. Оптикалык компоненттерди регулярдуу тазалоо, ойнолордун туура тургандыгын текшерүү жана лазердин ичиндеги бөлүктөрдүн абалын баалоо нурлардын жакшы сапасын сактоого жардам берет. М квадрат мааниси 1,1деги «таттуу нукта»дан 0,1ге гана жогорулашы менен күчтүн эффективдүүлүгү дээрлик 5% төмөндөйт жана жалпы чыгымда да белгилүү төмөндөө байкалат.

ЖЧК

Лазерлердин арткы металларда кесүү тездигине кандай факторлор таасир этет?

Материалдын калыңдыгы, чагылдыруучулугу, жылуулук өткөрүмдүүлүгү жана лазер күчүнүн орнотулушу кесүү тездигине көп таасир этет.

Неге мышьяк жана латунь сыяктуу жогорку чагылдыруучулугу бар металларды кесүү кыйын?

Бул металлар лазер энергиясынын чоң бөлүгүн чагылдырат жана жылуулукту тез алып жүрөт, андыктан кесүүнүн эффективдүүлүгү төмөндөйт.

Көмөкчү газдар металларды кесүүнүн тездиги жана сапатына кандай таасир этет?

Кислород, азот же компрессордун ага сыяктуу көмөкчү газдын тандалышы металл менен арткы реакциялардын айырмачылыгына байланыштуу кесүү тездиги жана кырдын сапатына таасир этет.

Лазер кесүүсүндө M квадрат мааниси кандай роль ойнойт?

M квадрат мааниси нурдун сапатын өлчөйт жана кесүү тездиги менен тактыгына таасир этет. Төмөн маани жакшы фокусталуу жана эффективдүүлүкти көрсөтөт.