Η μηχανή κοπής λέιζερ οπτικών ινών μπορεί να επεξεργαστεί αλουμίνιο και κράμα αλουμινίου μη σιδηρούχων μετάλλων
Τα μη σιδηρούχα μέταλλα γενικά αναφέρονται σε όλα τα μέταλλα εκτός από τον σίδηρο (και μερικές φορές το μαγγάνιο και το χρώμιο) και τα κράματα με βάση το σίδηρο. Το αλουμίνιο και τα κράματά του είναι επίσης μη σιδηρούχα μέταλλα. Στη βιομηχανία επεξεργασίας μετάλλων, οι μηχανές κοπής με λέιζερ είναι κοινός εξοπλισμός επεξεργασίας. Οι μηχανές κοπής με λέιζερ ινών μπορούν να επεξεργαστούν το αλουμίνιο και τα κράματά του. Ας μάθουμε για την κοπή με λέιζερ αλουμινίου και κραμάτων αλουμινίου.
Κοπή λέιζερ αλουμινίου και κραμάτων του:
Το καθαρό αλουμίνιο είναι πιο δύσκολο να κοπεί από τα μέταλλα με βάση το σίδηρο λόγω του χαμηλού σημείου τήξεως, της υψηλής θερμικής αγωγιμότητας και ιδιαίτερα του χαμηλού ρυθμού απορρόφησής του για λέιζερ CO2. Όχι μόνο η ταχύτητα κοπής είναι αργή, αλλά και το κάτω άκρο της κοπής είναι επιρρεπές σε κολλήματα σκωρίας και η επιφάνεια κοπής είναι τραχιά. Λόγω της συμπερίληψης άλλων στοιχείων κράματος στα κράματα αλουμινίου, η απορρόφηση του CO2 και του φωτός λέιζερ αυξάνεται σε στερεά κατάσταση, καθιστώντας ευκολότερη την κοπή από το καθαρό αλουμίνιο, με ελαφρώς μεγαλύτερο πάχος και ταχύτητα κοπής. Επί του παρόντος, η κοπή αλουμινίου και των κραμάτων του χρησιμοποιεί συνήθως λέιζερ CO2, συνεχές λέιζερ ή παλμικό λέιζερ.
Συνεχής κοπή με λέιζερ αερίου CO2:
（1） Ισχύς λέιζερ.
Η ισχύς λέιζερ που απαιτείται για την κοπή αλουμινίου και των κραμάτων του είναι μεγαλύτερη από αυτή που απαιτείται για την κοπή κραμάτων σιδήρου. Ένα λέιζερ με ισχύ 1 kW μπορεί να κόψει βιομηχανικό καθαρό αλουμίνιο με μέγιστο πάχος περίπου 2 χιλιοστά και πλάκες από κράμα αλουμινίου μέγιστου πάχους περίπου 3 χιλιοστά. Ένα λέιζερ ισχύος 3 kW μπορεί να κόψει βιομηχανικό καθαρό αλουμίνιο με μέγιστο πάχος περίπου 10 mm. Το λέιζερ έχει ισχύ 5,7 kw και μπορεί να κόψει βιομηχανικό καθαρό αλουμίνιο με μέγιστο πάχος περίπου 12,7 mm και ταχύτητα κοπής έως 80 cm/min.
(2) Ο τύπος και η πίεση του βοηθητικού αερίου.
Κατά την κοπή αλουμινίου και των κραμάτων του, ο τύπος και η πίεση των βοηθητικών αερίων επηρεάζουν σημαντικά την ταχύτητα κοπής, την πρόσφυση της σκωρίας κοπής και την τραχύτητα της επιφάνειας κοπής.
Χρησιμοποιώντας το O2 ως βοηθητικό αέριο, η διαδικασία κοπής συνοδεύεται από μια οξειδωτική εξώθερμη αντίδραση, η οποία είναι ευεργετική για τη βελτίωση της ταχύτητας κοπής. Ωστόσο, υψηλό σημείο τήξης και σκωρία οξειδίου υψηλού ιξώδους, Al2O3, σχηματίζεται στην εγκοπή. Όταν η σκωρία ρέει στην τομή, λόγω της υψηλής περιεκτικότητάς της σε θερμότητα, η επιφάνεια κοπής που σχηματίζεται γίνεται παχύτερη λόγω δευτερογενούς τήξης. Από την άλλη πλευρά, όταν η σκωρία εκκενώνεται στο κάτω μέρος της κοπής, λόγω της ψύξης της ροής του βοηθητικού αέρα και της αγωγιμότητας της θερμότητας του τεμαχίου εργασίας, το ιξώδες αυξάνεται περαιτέρω και η ρευστότητα γίνεται φτωχή, σχηματίζοντας συχνά κολλώδη σκωρία που είναι δύσκολο να ξεκολλήσει στην κάτω επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας. Για να γίνει αυτό, η πίεση του αερίου πρέπει να αυξηθεί. Ταυτόχρονα, η επιφάνεια κοπής που λαμβάνεται χρησιμοποιώντας CO2 ως βοηθητικό αέριο είναι σχετικά τραχιά. Όταν η ταχύτητα κοπής πλησιάζει τη μέγιστη ταχύτητα κοπής, βελτιώνεται η τραχύτητα της επιφάνειας κοπής.
Με το Ν2 ως βοηθητικό αέριο, δεδομένου ότι το Ν2 δεν αντιδρά με το βασικό μέταλλο κατά τη διαδικασία κοπής, η ικανότητα διάτρησης της σκωρίας δεν είναι πολύ καλή και ακόμη και αν είναι κρεμασμένη στο κάτω μέρος της κοπής, αφαιρείται εύκολα. Επομένως, όταν η πίεση του αερίου είναι μεγαλύτερη από 0,5 MPa, μπορεί να επιτευχθεί κοπή χωρίς σκωρία, αλλά η ταχύτητα κοπής είναι χαμηλότερη από αυτή του βοηθητικού αερίου. Αντίθετα, η σχέση μεταξύ τραχύτητας και ταχύτητας αναστροφής είναι βασικά γραμμική. Όσο μικρότερη είναι η ταχύτητα αναστροφής, τόσο μικρότερη είναι η τραχύτητα. Επιπλέον, η περιεκτικότητα σε στοιχεία κράματος είναι χαμηλή και η τραχύτητα της επιφάνειας κοπής είναι μεγάλη. Ωστόσο, η τραχύτητα της επιφάνειας κοπής των κραμάτων αλουμινίου με υψηλή περιεκτικότητα σε στοιχεία κράματος είναι μικρή.
Κατά την κοπή κραμάτων αλουμινίου αεροσκαφών, χρησιμοποιείται επίσης διπλή βοηθητική ροή αέρα. Δηλαδή, το εσωτερικό ακροφύσιο εκπέμπει άζωτο και το εξωτερικό ακροφύσιο εκπέμπει ρεύμα οξυγόνου, με πίεση αερίου 0, 8M pa, μπορεί να επιτευχθεί μια επιφάνεια κοπής χωρίς υπολείμματα κόλλας.
(3) Διαδικασία κοπής και παράμετροι.
Τα κύρια τεχνικά ζητήματα στη συνεχή κοπή με λέιζερ CO2 αλουμινίου και κραμάτων αλουμινίου είναι η εξάλειψη των εγκλεισμάτων σκωρίας και η βελτίωση της τραχύτητας της επιφάνειας κοπής. Εκτός από την επιλογή του κατάλληλου βοηθητικού αερίου και της ταχύτητας κοπής, μπορούν επίσης να ληφθούν τα ακόλουθα μέτρα για την αποφυγή σχηματισμού σκωρίας.
1. Επικαλύψτε ένα στρώμα αντικολλητικού παράγοντα με βάση τον γραφίτη στο πίσω μέρος της πλάκας αλουμινίου.
Η μεμβράνη που χρησιμοποιείται για τη συσκευασία πλακών από κράμα αλουμινίου μπορεί επίσης να αποτρέψει το κόλλημα της σκωρίας.
Πίνακας 2-6 Υλικά αναφοράς για κοπή με λέιζερ CO 2 κράματος A1CuMgmn.
Πίνακας 2-7 Παράμετροι κοπής με λέιζερ CO 2 για κράμα αλουμινίου, κράμα χαλκού ψευδάργυρου αλουμινίου και κράμα πυριτίου αλουμινίου.