Introducere
În domeniul procesării cu laser, mașinile de tăiere cu laser au fost utilizate pe scară largă în multe industrii, datorită avantajelor lor, cum ar fi prelucrarea cu precizie ridicată, viteză mare și procesare fără contact ., cu toate acestea, atunci când se ocupă de materiale extrem de reflectoare, efectul de tăiere a mașinilor de tăiere laser este afectat în mod semnificativ . materiale de tăiere, precum și un alumin, alumin, auriu, argint și all. Provocări ale procesului de tăiere laser datorită reflectivității lor ridicate la laser și o bună conductivitate termică . o explorare aprofundată a influenței materialelor extrem de reflectoare asupra efectului de tăiere a mașinilor de tăiere laser este o semnificație deosebită pentru extinderea gamei de aplicare a tehnologiei de tăiere laser, îmbunătățirea calității procesării și eficienței .
Caracteristicile materialelor extrem de reflectoare și influența lor asupra absorbției cu laser
Caracteristici de bază ale materialelor extrem de reflectoare
Materialele foarte reflectoare au, de obicei, o rezistivitate scăzută, ceea ce duce la o rată de absorbție scăzută a laserului ., de exemplu, cupru și aluminiu se află printre partea de sus a conductivității electrice printre metalele obișnuite . la temperatura camerei, rata de absorbție a cuprului roșu față de laser infraroșu este de aproximativ 5%. în același timp, în același timp, în același timp, de la suprafață, în același timp, în același timp, în același timp, de la suprafață, în același timp, în același timp, în același timp, în același timp, în timp ce starea de suprafață a suprafeței, în același timp, în același timp, în timp ce este de suprafață de mare. reflection. The smoother the surface, the stronger the reflection of laser. For instance, the reflective ability of ordinary brushed stainless steel is relatively weak, but when the surface reaches a mirror effect, it will cause obvious reflection during laser processing. In addition, the absorption rate of materials to laser varies with their states. The Rata de absorbție a metalelor solide la laser este în general scăzută, dar va crește semnificativ atunci când este topită într -o stare lichidă . De exemplu, atunci când cuprul roșu este încălzit până la punctul său de topire, rata de absorbție poate atinge aproximativ 20%.}}
Caracteristici de absorbție ale materialelor extrem de reflectoare sub diferite lasere cu lungime de undă
Different materials have significantly different absorption rates for light of different wavelengths. Take copper (Cu) and silver (Ag) as examples. For fiber lasers with a wavelength of 1070nm, they are typical highly reflective materials, with an extremely low absorption rate, much lower than that of iron (Fe) and steel (Steel). However, their absorption rate is relativ mai mare atunci când este expus la lasere cu stare solidă . laserul emis de un laser CO₂ se află în banda infraroșie (de obicei 10 . 6um), care se comportă bine în multe câmpuri de aplicare industrială, dar nu este ideal pentru procesarea metalelor extrem de reflectoare în benzi speciale . Acest lucru indică faptul că alegerea unei surse de benzi speciale . Acest lucru indică faptul că alegerea unei surse de benzi speciale . Acest lucru indică faptul că alegerea unei surse laserului special . Acest pentru creșterea absorbției materialelor extrem de reflectoare la laser și îmbunătățirea efectului de tăiere.
Influențe multiple ale materialelor extrem de reflectoare asupra efectului de tăiere a mașinilor de tăiere cu laser
Scăderea calității tăierii
Probleme de dross și burr
Atunci când tăierea materialelor extrem de reflectorizante, datorită absorbției insuficiente a laserului de către materiale, căldura generată în timpul procesului de tăiere nu este suficientă pentru a topi și vaporiza complet materialele, rezultând în formarea de drosuri în partea de jos a suprafeței de tăiere . în același timp, în același timp, poate forma un brute de topire pe marginea de tăiere {1 Folosind o mașină obișnuită de tăiere cu laser pentru a tăia materialele de cupru, se găsește adesea o scădere evidentă în partea de jos a tăierii, iar burrele de pe margine sunt relativ dure, afectând serios planeitatea și netezimea suprafeței de tăiere .
Lățimea tăietă inconsecventă
The reflection and heat conduction of highly reflective materials to laser make the distribution of laser energy on the material surface uneven, thus leading to inconsistent cut widths. During the cutting process, situations such as a wider upper part and a narrower lower part of the cut or significant local width changes may occur. This not only affects the cutting size accuracy but may even lead to the scrapping of products for some parts procesarea cu cerințe extrem de ridicate pentru precizia dimensională .
Extinderea zonei afectate de căldură
Conductivitatea termică bună a materialelor extrem de reflectoare face ca căldura generată în timpul procesului de tăiere laser să se răspândească rapid în zonele înconjurătoare, extinzând intervalul zonei afectate de căldură . Structura și proprietățile materialelor din zona afectată de căldură se pot schimba, cum ar fi o scădere a durității și a deteriorării aliajului, ca un exemplu, {3} care preia tăierea și o deteriorare a aliajului, ca un exemplu, {3} care preia tăierea aluminei alia Zona afectată de căldură poate duce la o scădere a proprietăților mecanice ale materialelor, afectând durata de viață a produselor .
Reducerea eficienței tăierii
Rata scăzută de utilizare a energiei cauzată de rata scăzută de absorbție
The low absorption rate of highly reflective materials to laser means that a large amount of laser energy is reflected and cannot be effectively used for material cutting, resulting in a low energy utilization rate of the laser cutting machine. In order to achieve material cutting, it is necessary to increase the laser power or extend the cutting time, which undoubtedly reduces the cutting efficiency. For example, when cutting copper and Materiale de oțel de aceeași grosime, puterea laser necesară pentru tăierea materialelor de cupru este adesea mai mare, iar viteza de tăiere este semnificativ mai lentă .
Limitarea vitezei de tăiere
Due to problems such as incomplete penetration and dross formation during the laser cutting of highly reflective materials, in order to ensure the cutting quality, the cutting speed has to be reduced. An excessively slow cutting speed not only prolongs the processing time of a single workpiece but also reduces the overall production efficiency. For example, when cutting thick plates of highly reflective materials, the cutting speed may be only a fraction of că atunci când tăiați materiale metalice obișnuite .
Uzura crescută a echipamentului
Deteriorarea laserului cauzată de lumina reflectată
Când laserul iradiază suprafața materialelor extrem de reflectoare, cea mai mare parte a energiei va fi reflectată . aceste raze de lumină reflectate pot reveni la interiorul laserului și pot deteriora componentele optice ale laserului, cum ar fi deteriorarea oglinzilor, a consumatorului laser și a afecta performanța {1 Lumina reflectată poate determina chiar ca laserul să aibă o ieșire de lumină instabilă sau să înceteze să emită lumină .
Creșterea sarcinii pentru sistemul auxiliar
In order to overcome the adverse effects of highly reflective materials on laser cutting, it is usually necessary to increase the flow rate and pressure of the auxiliary gas to help blow away the dross and improve the cutting quality. This will increase the burden on the auxiliary gas system, increasing the operating cost and maintenance frequency of the equipment. At the same time, due to the large amount of heat generated during the cutting of highly reflective Materiale, cerințe mai mari sunt, de asemenea, prezentate pentru sistemul de răcire al echipamentului . Operația cu sarcină mare pe termen lung a sistemului de răcire este, de asemenea, predispusă la defecțiuni .
Strategii pentru a face față provocărilor de tăiere a materialelor extrem de reflectoare
Optimizarea echipamentului laser
Adoptarea laserelor de tip nou
Dezvoltarea laserelor de tip nou pentru materiale extrem de reflectoare este una dintre soluțiile cheie ale problemei . De exemplu, lungimea de undă a laserelor albastre variază de obicei de la 400 - 500 NM . comparativ cu laserele infraroșii tradiționale, materialele extrem de reflectoare au o rată de absorbție mai mare pentru lumină albastră. Materialele 500W și 1000W Series pentru lumină albastră. Materialele 500W și 1000W Series pentru Blue Light. Materialele 500W și 1000W Series Blue Light. Materialele 500W și 1000W Series pentru Blue Light. Materialele 500W și 1000W Serie de lumină albastru Lasere albastre semiconductor lansate de Guangdong Hard Technology Innovation Research Institute of Guangdong-Hong Kong-MacAo Greater Bay Area performează bine în sudare, placare și imprimare 3D a materialelor cu înaltă reflectorizante . în scenarii, cum ar fi sudare cu baterii de litiu și prelucrare a componentelor electronice, care necesită procesarea materialelor de litiu, puterea necesară pentru utilizarea unui albastru, care necesită procesarea materialelor de litiu, puterea necesară pentru utilizarea unui albastru, care necesită procesarea materialelor de litiu, puterea necesară pentru utilizarea unui albastru, care necesită procesarea materialelor de litiu, puterea necesară pentru utilizarea unui albastru, care necesită procesarea materialelor de litiu, pentru utilizarea bateriei pentru utilizarea unor benzină, care necesită o singură parte a procesării materialelor de tip copper, pentru utilizarea unei baterie, utilizarea unui bluen la o cincime din cea a unui laser cu infraroșu convențional și se poate realiza „sudură fără spatter” . viteza de sudare este de cel puțin 8 ori mai rapidă decât cea a laserelor cu infraroșu .
Optimizarea capului de ieșire a fibrei
În mașinile cu laser cu fibre, laserul reflectat cauzat de materiale extrem de reflectorizante este probabil să deterioreze capul de cablu optic de ieșire . Raycus Laser a adoptat un nou cap de ieșire a fibrei QBH, adăugând o etapă a dispozitivului de decupare reflectată pe baza inițială, care poate dezbrăca cea mai mare parte a laserului reflectat în primul loc . combinată cu lasul de căldură în primul loc, în primul loc, pe care l-a fost combinat cu lasul de căldură. Reduce impactul termic asupra capului de ieșire a cablului optic . după teste stricte de sudare a suprafeței de cupru, componentele de bază ale laserului RFL-A1500D echipate cu acest cap de ieșire pot menține în continuare o temperatură normală de funcționare într-un mediu luminos cu performanțe ridicate, verificând eficient performanțele sale .}}} {
Reglarea parametrilor procesului
Controlul puterii laser și al energiei
According to the characteristics of highly reflective materials, appropriately increasing the laser power can increase the absorption of materials to laser and improve the cutting efficiency. However, too high a laser power may cause excessive melting and vaporization of the materials, resulting in more splashes and dross. Therefore, it is necessary to precisely control the laser power and energy to achieve the best cutting effect while ensuring the cutting Calitate . De exemplu, atunci când tăiați materiale extrem de reflectoare de diferite grosimi, determinați energia adecvată laser și energia pulsului prin experimente pentru a obține o bună calitate și eficiență de tăiere .
Optimizarea vitezei de tăiere și a frecvenței
Adjusting the cutting speed and frequency is also an important means to improve the cutting effect of highly reflective materials. If the cutting speed is too fast, the materials cannot fully absorb the laser energy, and problems such as incomplete penetration and dross formation are likely to occur. If the cutting speed is too slow, it will lead to the expansion of the heat-affected zone and a decline in the cut quality. At the same time, reasonably adjusting the pulse frequency of the laser can control the melting and vaporization process of the materials and reduce the generation of burrs and dross. In actual processing, it is necessary to optimize the combination of cutting speed and frequency through experiments according to the thickness, material properties of the materials, and the performance of the laser equipment.
Aplicarea măsurilor auxiliare
Selecția și controlul gazelor auxiliare
Când tăiați materiale extrem de reflectorizante, adăugarea de gaz auxiliar adecvat poate îmbunătăți semnificativ efectul de tăiere . Gazul auxiliar reacționează chimic cu materialele la temperaturi ridicate ., de exemplu, atunci când oxigenul este utilizat ca gaz auxiliar, poate suferi o reacție chimică exotermică { Poate, într -o anumită măsură, să îmbunătățească calitatea suprafeței de tăiere și să prevină oxidarea . În plus, gazul auxiliar poate ajuta, de asemenea, să arunce în aer șuvița din zona de tăiere, să curățeze cusătura de tăiere și să răcească zona în apropierea fantei pentru a proteja lentilele de focalizare . Selectarea presiunii corespunzătoare a gazului și a debitului este de a fi crucial pentru procesul de tăiere {{5} Potrivirea diferiților parametri de gaz auxiliar .
Pretratarea de suprafață a materialelor
Efectuarea pretratării suprafeței pe materiale extrem de reflectoare, cum ar fi sablarea și reducerea, poate reduce reflectivitatea de suprafață a materialelor și poate crește rata de absorbție a laserului . prin pretratarea suprafeței, minuscule structuri concave-convex Oportunitatea pentru materialele de a absorbi laserul ., de exemplu, după semnarea plăcii de aluminiu, rata de absorbție a laserului este semnificativ crescută, iar efectul de tăiere este îmbunătățit semnificativ .
Concluzie
Datorită proprietăților lor fizice unice, materialele extrem de reflectoare au impacturi negative multiple asupra efectului de tăiere a mașinilor de tăiere cu laser, inclusiv o scădere a calității tăierii, o reducere a eficienței tăierii și o uzură crescută a echipamentelor ., cu toate acestea, prin optimizarea echipamentelor laser, cum ar fi adoptarea laserelor de tip nou și optimizarea căilor de ieșire a fibrelor; ajustarea rezonabilă a parametrilor procesului, controlând precis puterea laser, energia, viteza de tăiere și frecvența; și aplicarea unor măsuri auxiliare eficiente, cum ar fi selectarea gazelor auxiliare adecvate și efectuarea pretratării suprafeței pe materiale, este posibilă depășirea problemelor de tăiere cauzate de materiale extrem de reflectoare într -o anumită măsură și obținerea unui efect de tăiere relativ ideal .
Odată cu dezvoltarea continuă și inovația tehnologiei, se crede că se vor realiza mai multe descoperiri în domeniul tăierii cu laser a materialelor extrem de reflectoare în viitor, extinzând în continuare gama de aplicații a tehnologiei de tăiere laser și promovarea dezvoltării industriilor conexe .
-- Rayther Laser Jack Sun --