Режимы лазерной резки
1. Важным элементом при резке лазером является момент ее начала, т.е. точка прокола. К основным факторам, влияющим на время прорыва материала, относятся: длина луча и его мощность, а также вид и давление газа, сопровождающего процесс. При контакте с поверхностью материала флюс частично отражается или поглощается металлом, что приводит к низким потерям энергии. Они также отсутствуют при теплообмене с окружающей средой или пренебрежимо малы. Следующим этапом является интенсивное испарение среды. Температура материала значительно возрастает, что выражается в его плавлении, и достигает своего максимума не вблизи поверхности, а на расстоянии глубже. Сопутствующий обработке газ выбрасывает жидкий металл из места прорыва, которое следует называть местом горения в связи с тепловым характером обработки. Эта стадия сопровождается выплеском расплавленного материала на поверхность. Он не имеет другого выхода на пластине, которая еще не полностью разрезана и продувается газом, попутно обрабатывающим.
Варианты режущего газа.
2. Кислород или воздух, в дополнение к выбросу жидкого материала из областей резания, увеличивают подводимое количество тепла из-за экзотермической реакции кислорода с железом и, следовательно, увеличивают скорость резания. Воздух в качестве режущего газа нашел наибольшее применение в лазерной резке из-за самых низких затрат на его применение. Он используется при обработке углеродистых сталей, низколегированных сталей и неметаллических материалов, а также в ситуациях, когда качество поверхности реза не должно быть высоким. Кислород, в свою очередь, используется в тех случаях, когда требуется очень высокая точность. Азот чаще всего используется для лазерной резки коррозионностойких сталей, алюминиевых и никелевых сплавов толщиной до 3,0 мм. Использование аргона в качестве режущего газа требует увеличения мощности лазерного луча за счет образования плазмы над зоной резки, вызывает частичную потерю энергии. Он используется для обработки тугоплавких и реактивных материалов, что также является причиной необходимого увеличения мощности луча. Давление режущего газа колеблется от нескольких до 800 кПа в зависимости от типа и толщины разрезаемого материала.
Выбор параметров.
3. При резке лазерным лучом цель состоит в том, чтобы сделать зазор как можно более узким. Этот эффект достигается за счет соответствующего подбора газового сопла. Диаметр сопла обычно составляет 0,75-3,0 мм. Важным фактором также является его правильное расположение - концентрично лазерному лучу. Рекомендуется выбирать насадку с наибольшим отношением длины к диаметру. Это обеспечивает ламинарный поток обрабатывающего газа. Высота насадки над обрабатываемым материалом влияет на качество и точность обработки. Обычно он близок к диаметру сопла и составляет от 0,5 до 3,0 мм. Обе эти величины тесно связаны с толщиной материала и прямо пропорциональны • Другими параметрами, влияющими на эффективность резки, являются фокусное расстояние и мощность луча. Первый определяет глубину фокуса и диаметр луча. Для металлов относительно небольшой толщины, до 3,0 мм, рекомендуется фокусное расстояние 65 мм, что позволяет ускорить процесс резки, что автоматически сужает зазор. Для толщин более 10,0 мм рекомендуемое фокусное расстояние составляет 200 ÷ 250 мм. Увеличение фокусного расстояния положительно влияет на качество краев поверхности реза. С другой стороны, мощность луча при лазерной резке находится в пределах 400÷5000 Вт и в основном преобразуется в тепловую энергию.
Особенности работы лазерного луча.
4. Лазерный луч не проникает в материал непосредственно по линии реза, так как это ухудшит качество поверхности из-за механизма прижигания. Образовавшиеся брызги могут прилипнуть к поверхности. Кроме того, они мешают работе головки, поэтому возникает опасность столкновения сопла с остатками расплавленного металла, выброшенного из зоны горения.