La macchina da taglio laser è una rivoluzione tecnologica nella lavorazione della lamiera e uno dei mezzi più comuni di lavorazione della lamiera al momento. La macchina da taglio laser ha un alto grado di flessibilità, velocità di taglio elevata, alta efficienza produttiva e ciclo di produzione breve, che ha conquistato un ampio mercato per i clienti. Attualmente, la maggior parte delle lavorazioni nel campo delle lamiere medie e sottili sul mercato utilizza il taglio laser, che è ampiamente rispettato per la sua alta efficienza e precisione, anche il campo delle lamiere spesse ha sostituito alcuni dei mercati del plasma e della fiamma. Tuttavia, se il debug non è corretto, anche l'effetto di taglio della macchina da taglio laser ne risentirà. Nello specifico, ci sono sei fattori che sono cruciali per l'effetto di taglio.
1. Influenza della velocità di taglio sull'effetto di taglio
Per una data densità di potenza del laser e materiale, la velocità di taglio è conforme a una formula empirica. Finché è al di sopra della soglia di passaggio, la velocità di taglio del materiale è proporzionale alla densità di potenza del laser, ovvero aumentando la densità di potenza si può migliorare la velocità di taglio. La densità di potenza a cui si fa riferimento qui non è correlata solo alla potenza di uscita del laser, ma anche alla modalità di qualità del raggio. Inoltre, anche le caratteristiche del sistema di focalizzazione del fascio, ovvero la dimensione dello spot focalizzato, hanno un grande impatto sul taglio laser. La velocità di taglio è inversamente proporzionale alla densità (peso specifico) e allo spessore del materiale da tagliare.
Quando altri parametri rimangono invariati, i fattori per aumentare la velocità di taglio sono: aumentare la potenza (entro un certo intervallo, ad esempio 500~2000W); Migliora la modalità raggio; Ridurre le dimensioni del punto di messa a fuoco (ad esempio, mettere a fuoco con un obiettivo a fuoco corto); Taglio di materiali a bassa energia di evaporazione iniziale (come plastica, plexiglass, ecc.); Taglio di materiali a bassa densità (come pino bianco); Taglia materiale sottile.
Soprattutto per i materiali metallici, quando altre variabili di processo vengono mantenute costanti, la velocità di taglio laser può avere un intervallo di regolazione relativo e mantenere comunque una qualità di taglio soddisfacente. Questo intervallo di regolazione è leggermente più ampio di quello dei pezzi spessi quando si tagliano metalli sottili. A volte, la velocità di taglio è troppo lenta, il che porta alla superficie di ablazione del materiale hot melt scaricato, rendendo la superficie di taglio molto ruvida.
2. Influenza della regolazione della posizione di messa a fuoco sulla qualità di taglio
Poiché la densità di potenza del laser ha una grande influenza sulla velocità di taglio, la selezione della lunghezza focale dell'obiettivo è una questione importante. Dopo che il raggio laser è stato messo a fuoco, la dimensione dello spot è proporzionale alla lunghezza focale dell'obiettivo. Dopo che il raggio è stato focalizzato dall'obiettivo a focale corta, la dimensione dello spot è molto piccola e la densità di potenza nel punto focale è molto alta, il che è favorevole per il taglio del materiale; Tuttavia, i suoi svantaggi sono che la profondità focale è molto breve e il margine di regolazione è piccolo, che è generalmente adatto per il taglio ad alta velocità di materiali sottili. Poiché l'obiettivo a lunghezza focale lunga ha un'ampia profondità focale, è più adatto per il taglio di pezzi spessi purché abbia una densità di potenza sufficiente.
Dopo aver determinato quale obiettivo a lunghezza focale utilizzare, la posizione relativa della messa a fuoco e della superficie del pezzo è particolarmente importante per garantire la qualità del taglio. Poiché la densità di potenza al fuoco è la più alta, nella maggior parte dei casi, la posizione del fuoco è solo sulla superficie del pezzo o leggermente al di sotto della superficie durante il taglio. Durante l'intero processo di taglio, è una condizione importante garantire che la posizione relativa tra la messa a fuoco e il pezzo sia costante per ottenere una qualità di taglio stabile. A volte, l'obiettivo si riscalda a causa dello scarso raffreddamento durante il funzionamento, con conseguente modifica della lunghezza focale, che richiede una regolazione tempestiva della posizione di messa a fuoco.
Quando la messa a fuoco è nella posizione migliore, il kerf è il più piccolo e l'efficienza è la più alta. La migliore velocità di taglio può ottenere il miglior risultato di taglio. Nella maggior parte delle applicazioni, la messa a fuoco del raggio viene regolata appena sotto l'ugello. La distanza tra l'ugello e la superficie del pezzo è generalmente di circa 1,5 mm.
3. Influenza della pressione del gas ausiliario sull'effetto di taglio
Generalmente, per il taglio del materiale è richiesto gas ausiliario e il problema riguarda principalmente il tipo e la pressione del gas ausiliario. Generalmente, il gas ausiliario e il raggio laser vengono espulsi coassialmente per proteggere l'obiettivo dalla contaminazione e soffiare via le scorie nella parte inferiore dell'area di taglio. Per i materiali non metallici e alcuni materiali metallici, utilizzare aria compressa o gas inerte per rimuovere i materiali fusi ed evaporati, inibendo nel contempo una combustione eccessiva nell'area di taglio.
Per la maggior parte del taglio laser dei metalli, il gas attivo (purché sia O2) viene utilizzato per formare una reazione esotermica di ossidazione con il metallo caldo. Questo calore aggiuntivo può aumentare la velocità di taglio di 1/3~1/2.
Sulla premessa di garantire il gas ausiliario, la pressione del gas è un fattore molto importante. Quando si tagliano materiali sottili ad alta velocità, è necessaria un'elevata pressione del gas per evitare che le scorie si attacchino sul retro del taglio (le scorie calde danneggeranno il bordo di taglio quando colpiscono il pezzo). Quando lo spessore del materiale aumenta o la velocità di taglio è lenta, la pressione del gas deve essere opportunamente ridotta. Per evitare la glassa del tagliente in plastica, è meglio tagliare a una pressione del gas inferiore.
La pratica del taglio laser mostra che quando il gas ausiliario è O2, la sua purezza ha un impatto significativo sulla qualità del taglio. Una riduzione del 2% della purezza dell'O2 ridurrà la velocità di taglio del 50% e porterà a un significativo deterioramento della qualità dell'incisione.
4. Riflettività della superficie del materiale
Per il raggio infrarosso lontano di 10,6 mm emesso dalla macchina da taglio laser CO2, i materiali non metallici possono assorbirlo bene, ovvero hanno un'elevata capacità di assorbimento; I materiali metallici hanno uno scarso assorbimento del raggio di 10,6 mm, in particolare i metalli oro, argento, rame e alluminio con alta riflettività. In generale, il raggio laser CO2, in particolare il raggio ad onda continua, non è adatto per il taglio di tali materiali. Per i metalli di alluminio e rame, generalmente sono necessari più di 3kW per formare una potenza iniziale sufficiente per ottenere i fori iniziali necessari per l'effetto di penetrazione. I materiali in acciaio ferroso, nichel, titanio, ecc. hanno un certo tasso di assorbimento per un fascio di CO2 di 10,6 mm, specialmente quando la superficie del materiale viene riscaldata a una certa temperatura o un film di ossido, il suo tasso di assorbimento sarà notevolmente migliorato, in modo da ottenere un taglio migliore effetto. Per i materiali opachi, l'assorbimento=(1 - riflettività) è correlato allo stato della superficie, alla temperatura e alla lunghezza d'onda del materiale.
L'assorbanza del materiale alla trave gioca un ruolo importante nella fase iniziale del riscaldamento, ma una volta formati i fori nel pezzo, l'effetto corpo nero dei fori rende l'assorbanza del materiale alla trave vicina al 100 percento.
Lo stato superficiale dei materiali influisce direttamente sull'assorbimento dei raggi di luce, in particolare la rugosità superficiale e lo strato di ossido superficiale causeranno evidenti cambiamenti nell'assorbimento della superficie. Nella pratica del taglio laser, a volte l'effetto dello stato superficiale del materiale sull'assorbimento del raggio può essere utilizzato per migliorare le prestazioni di taglio dei materiali.
5. Influenza del cannello da taglio e dell'ugello
La progettazione e la produzione della torcia da taglio hanno un'influenza importante sull'ottenimento di una buona qualità di taglio, in particolare l'ugello. Se l'ugello non è selezionato o mantenuto correttamente, è facile causare inquinamento o danni, oppure la rotondità della bocca dell'ugello non è buona o gli schizzi di metallo caldo provocano un blocco locale, che formerà correnti parassite nell'ugello, con conseguenti notevoli deterioramento delle prestazioni di taglio. A volte, la bocca dell'ugello è diversa dall'asse del raggio focalizzato, formando un raggio per tagliare il bordo dell'ugello, il che influenzerà anche la qualità del taglio, aumenterà la larghezza della fessura e renderà le dimensioni di taglio disallineate. Per l'ugello, è necessario prestare particolare attenzione a due problemi, vale a dire, il diametro dell'ugello e la distanza tra l'ugello e la superficie del pezzo.
6. Influenza del sistema ottico esterno
Il raggio originale emesso dal laser viene trasmesso attraverso il sistema del percorso ottico esterno (inclusa riflessione e trasmissione) e brilla accuratamente sulla superficie del pezzo con una densità di potenza estremamente elevata.
Gli elementi ottici del sistema del percorso ottico esterno devono essere controllati regolarmente e regolati in tempo per garantire che quando la torcia di taglio è in funzione sopra il pezzo, il raggio sia correttamente trasmesso al centro dell'obiettivo e focalizzato in un piccolo punto luce da tagliare il pezzo con alta qualità. Una volta che la posizione di un qualsiasi elemento ottico cambia o viene inquinata, la qualità del taglio ne risentirà o addirittura non sarà possibile eseguire il taglio.
L'obiettivo del percorso ottico esterno è inquinato da impurità nel flusso d'aria, le particelle spruzzate nell'area di taglio sono incollate o l'obiettivo non è sufficientemente raffreddato, il che surriscalda l'obiettivo e influisce sulla trasmissione dell'energia del raggio. Provocherà la deriva della collimazione del percorso ottico e porterà a gravi conseguenze. Il surriscaldamento dell'obiettivo causerà anche una distorsione focale e persino metterà in pericolo l'obiettivo stesso.
Quanto sopra sono i sei fattori che influenzano l'effetto di taglio della macchina da taglio laser. Nel processo operativo effettivo, è necessario prestare attenzione.
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