Verschillende snijmethoden van lasersnijmachine

Lasersnijden is een contactloze verwerkingsmethode met hoge energie en een goede regelbaarheid van de dichtheid. De laservlek met hoge energiedichtheid wordt gevormd na focussering van de laserstraal, die veel kenmerken heeft bij gebruik bij het snijden. Er zijn vier verschillende manieren van lasersnijden om met verschillende situaties om te gaan.

1.Smelt snijden; 

Bij lasersmeltsnijden wordt het gesmolten materiaal door middel van luchtstroom uitgeworpen nadat het werkstuk lokaal is gesmolten. Omdat de overdracht van materiaal alleen in vloeibare toestand plaatsvindt, wordt dit proces lasersmeltsnijden genoemd.
De laserstraal met zeer zuiver inert snijgas zorgt ervoor dat het gesmolten materiaal de spleet verlaat, terwijl het gas zelf niet bij het snijden betrokken is. Lasersmeltsnijden kan een hogere snijsnelheid krijgen dan vergassingssnijden. De energie die nodig is voor vergassing is meestal hoger dan de energie die nodig is om het materiaal te smelten. Bij lasersmeltsnijden wordt de laserstraal slechts gedeeltelijk geabsorbeerd. De maximale snijsnelheid neemt toe met de toename van het laservermogen en neemt bijna omgekeerd af met de toename van de plaatdikte en de smelttemperatuur van het materiaal. Bij een bepaald laservermogen is de beperkende factor de luchtdruk bij de spleet en de thermische geleidbaarheid van het materiaal. Voor ijzer- en titaniummaterialen kan lasersmeltsnijden niet-oxidatieve inkepingen opleveren. Voor staalmaterialen ligt de laservermogensdichtheid tussen 104w/cm2 en 105W/cm2.

2. Verdamping snijden:

Tijdens het laservergassingsnijden is de snelheid van de oppervlaktetemperatuur van het materiaal die stijgt tot de kookpunttemperatuur zo snel dat het smelten veroorzaakt door warmtegeleiding kan worden voorkomen, zodat sommige materialen in stoom verdampen en verdwijnen, en sommige materialen worden weggeblazen van de onderkant van snijnaad door hulpgasstroom als ejecta. In dit geval is een zeer hoog laservermogen vereist.

Om te voorkomen dat de materiaaldamp op de spleetwand condenseert, mag de dikte van het materiaal niet veel groter zijn dan de diameter van de laserstraal. Dit proces is daarom alleen geschikt voor toepassingen waarbij de eliminatie van gesmolten materialen moet worden vermeden. In feite wordt het proces alleen gebruikt in een zeer klein toepassingsgebied van legeringen op ijzerbasis.

Het proces kan niet worden gebruikt voor materialen zoals hout en sommige keramiek, die niet in gesmolten toestand zijn en het onwaarschijnlijk is dat de materiaaldamp zich opnieuw kan combineren. Bovendien moeten deze materialen meestal een dikkere snede bereiken. Bij laservergassing is de optimale bundelfocussering afhankelijk van de materiaaldikte en de bundelkwaliteit. Laserkracht en verdampingswarmte hebben slechts een bepaald effect op de optimale brandpuntspositie. De maximale snijsnelheid is omgekeerd evenredig met de vergassingstemperatuur van het materiaal wanneer de dikte van de plaat gefixeerd is. De vereiste laservermogensdichtheid is groter dan 108W/cm2 en is afhankelijk van het materiaal, de snijdiepte en de focuspositie van de bundel. Bij een bepaalde plaatdikte wordt, aangenomen dat er voldoende laservermogen is, de maximale snijsnelheid beperkt door de gasstraalsnelheid.

3. Gecontroleerd breuksnijden;

Voor brosse materialen die gemakkelijk door hitte kunnen worden beschadigd, wordt snel en controleerbaar snijden door middel van laserstraalverwarming gecontroleerd breuksnijden genoemd. De belangrijkste inhoud van dit snijproces is: de laserstraal verwarmt een klein gebied van bros materiaal, wat een grote thermische gradiënt en ernstige mechanische vervorming in dit gebied veroorzaakt, wat leidt tot de vorming van scheuren in het materiaal. Zolang de gelijkmatige verwarmingsgradiënt wordt gehandhaafd, kan de laserstraal het ontstaan ​​van scheuren in elke gewenste richting leiden.

4. Oxidatie smeltsnijden (laservlamsnijden)

Over het algemeen wordt inert gas gebruikt voor smelten en snijden. Als in plaats daarvan zuurstof of ander actief gas wordt gebruikt, wordt het materiaal ontstoken onder de bestraling van een laserstraal en wordt een andere warmtebron gegenereerd vanwege de intense chemische reactie met zuurstof om het materiaal verder te verwarmen, wat oxidatiesmelten en -snijden wordt genoemd .

Vanwege dit effect kan de snijsnelheid van constructiestaal met dezelfde dikte hoger zijn dan die van smeltsnijden. Aan de andere kant kan de kwaliteit van de incisie slechter zijn dan die van het smeltsnijden. In feite zal het bredere spleten, duidelijke ruwheid, verhoogde door warmte aangetaste zone en slechtere randkwaliteit produceren. Laservlamsnijden is niet goed in het bewerken van precisiemodellen en scherpe hoeken (gevaar voor verbranding van de scherpe hoeken). Pulsmoduslasers kunnen worden gebruikt om thermische effecten te beperken en het vermogen van de laser bepaalt de snijsnelheid. Bij een bepaald laservermogen is de beperkende factor de toevoer van zuurstof en de thermische geleidbaarheid van het materiaal.


Posttijd: 21-dec-2020