Tæknilegir erfiðleikar og lausnir fyrir leysiskurð á þykkum plötum

Með stöðugri þróun iðnaðarframleiðslutækni hefur leysiskurður verið mikið notaður á sviði málmvinnslu vegna kosta mikillar nákvæmni, mikillar skilvirkni og-snertilausrar vinnslu. Hins vegar leysir skurðartæknin frammi fyrir mörgum áskorunum þegar skorið er á þykkari plötur. Þessi rannsókn miðar að því að greina kerfisbundið tæknilega erfiðleika sem upp koma í ferlinu við að leysir skera þykkar plötur og leggja til samsvarandi lausnir til að veita fræðilegar leiðbeiningar og tæknilega viðmiðun fyrir iðnaðariðkun.

Laserskurðartækni hefur upplifað stöðuga þróun frá lágu afli til mikils afl og frá þunnri plötu yfir í þykka plötu. Sem stendur hefur leysiskurður verið mikið notaður í bílaframleiðslu, geimferðum, skipasmíði og öðrum sviðum. Hins vegar, með aukningu á efnisþykkt, verða vandamálin við að klippa gæði, skilvirkni og kostnað meira og meira áberandi, sem brýnt þarf að rannsaka og leysa ítarlega.

1.Helstu tæknilegir erfiðleikar við að klippa þykka plötu með laser

Aðalvandamálið sem stendur frammi fyrir í ferlinu við að klippa þykka plötu með leysir er veruleg lækkun á gæðum geisla með aukningu á skurðardýpt. Eins og leysir í skarpskyggni þykkari efni mun eiga sér stað oft þegar spegilmynd og dreifing, sem leiðir til ójafnrar dreifingar á orkuþéttleika, sem aftur hefur áhrif á klippa gæði. Rannsóknir hafa sýnt að þegar skurðþykktin fer yfir 20 mm munu fókuseiginleikar leysigeislans versna verulega, sem leiðir til breitts skurðar á botni þrönga fleyglaga-laga gallanna.

Í öðru lagi ætti ekki að hunsa -hitasvæðið sem myndast í skurðarferlinu fyrir þykka plötu. Vegna lélegrar hitaleiðni þykku plötunnar safnast leysiorkan inni í efninu, sem leiðir til stækkunar á hita-svæðinu sem hefur áhrif á, sem getur valdið breytingum á örbyggingu efnisins og aukningu á afgangsálagi. Tilraunagögn sýna að þegar 30 mm þykkt kolefnisstál er skorið getur breidd hita-svæðisins verið allt að 3-5 sinnum meiri en þunnt plötuskurðar, sem hefur alvarleg áhrif á vélræna eiginleika efnisins.

Slagviðloðun og aukning skurðyfirborðs er annar mikilvægur tæknilegur erfiðleiki. Í þykka plötuskurðarferlinu er erfitt að blása bráðna málminn alveg í burtu af hjálpargasinu og auðvelt er að mynda gjallsöfnun neðst á skurðinum. Á sama tíma, vegna óstöðugs orkuinntaks, virðist skurðyfirborðið oft augljósar rákir og ójöfnur. Tölfræði sýnir að þegar þykkt plötunnar fer yfir 25 mm, getur grófleiki Ra gildi skurðyfirborðsins náð 2-3 sinnum af þunnum plötuskurði.

2. Lausnin á tæknilegum erfiðleikum við að leysir skera þykka plötu

Fyrir vandamál geislagæða er fínstilling á leysibreytum beinasta lausnin. Með því að auka leysiraflið (þarf venjulega meira en 6kW), stilla púlstíðni og vinnuferil, getur bætt orku skarpskyggni dýpt. Á sama tíma getur notkun á kraftmiklu fókuskerfi gert sér grein fyrir sjálfvirkri aðlögun fókusstöðu meðan á skurðarferlinu stendur til að viðhalda bestu orkuþéttleikadreifingu. Tilraunir hafa sannað að notkun 12kW trefjaleysis með kraftmikilli fókustækni getur í raun skorið 40 mm þykka ryðfríu stálplötu.

Við stjórn á hita-svæðinu er þróun nýrrar skurðhaustækni afgerandi. Notkun sveifluskurðarhauss eða sveiflutækni með geisla getur dreift hitainntaki og dregið úr staðbundinni ofhitnun. Að auki getur nákvæm stjórn á hjálparlofttegundum (td með því að nota háþrýstings köfnunarefni eða sérstakar gasblöndur) í raun kælt skurðsvæðið. Rannsóknir hafa sýnt að með því að sameina gaskælingu og skurðaðgerðir með hléum getur það dregið úr hita-svæðinu um meira en 40% fyrir 30 mm þykkar álblöndur.

Til að takast á við gjallvandann er lykilatriði að bæta aukagaskerfið. Með því að samþykkja tvöfalda gasstútahönnun (innra háþrýstingsgas til að fjarlægja gjall og ytra hlífðargas til að koma í veg fyrir oxun) getur það bætt skurðgæði verulega. Á sama tíma getur fínstillt skipulag skurðarleiða og innleiðing rauntímavöktunarkerfa (td sjónskynjara eða hljóðvöktun) greint og tekist á við gjallsöfnun tímanlega. Reynsla sýnir að þessar ráðstafanir geta dregið úr gjallleifum hlutfalls af þykkum plötuskurði um meira en 60%.