O corte a laser é quase o processo de corte mais avançado do mundo. Pode cortar a maioria dos materiais metálicos e não metálicos e pode ser usado em muitas indústrias. Tem as vantagens de fabricação de precisão, corte flexível, processamento de formato especial, formação única, alta velocidade, alta eficiência e pode resolver muitos problemas que não podem ser resolvidos por métodos convencionais. Este artigo falará sobre esta máquina com você.
O corte a laser é um processo no qual o feixe de laser emitido pelo gerador de laser é focalizado pela lente para formar um minúsculo ponto de alta energia no foco, de modo que o ponto possa ser focalizado em uma posição adequada do material, absorvido pelo material, vaporizado rapidamente, derretido, ablado ou atingido o ponto de ignição, e os resíduos fundidos são soprados com gases auxiliares de alta pressão (incluindo dióxido de carbono, oxigênio, nitrogênio, etc.). O cabeçote do laser é acionado por um servo motor programável, e o cabeçote de corte se move ao longo de uma rota predeterminada com o feixe movendo-se sobre o material, de modo a cortar peças de vários formatos.
A luz é vermelha, laranja, amarela e verde, que pode ser absorvida ou refletida pelos objetos; O laser também é luz, o que mostrará características diferentes de acordo com diferentes comprimentos de onda. O meio de ganho do gerador de laser (ou seja, o meio que pode converter energia elétrica em laser) determina o comprimento de onda do laser, a potência de saída e o campo de aplicação. O meio de ganho do laser pode ser dividido em gás, líquido e sólido. O gás representativo é o laser de gás CO2; Os sólidos representativos incluem laser de fibra, laser YAG, laser de rubi, laser semicondutor, etc; Os lasers líquidos usam alguns líquidos (geralmente solventes orgânicos, como corantes) como meio de trabalho para gerar lasers e emitir lasers.
Diferentes materiais de objetos de corte podem absorver diferentes comprimentos de onda do laser, portanto, geradores de laser apropriados precisam ser adaptados. Atualmente, o gerador de laser de fibra é o mais utilizado na indústria automobilística.
Os métodos de corte a laser incluem principalmente corte por fusão, corte por oxidação, corte por vaporização, corte por fratura guiada, etc. O corte por vaporização a laser requer mais calor do que a fusão e é adequado para cortar materiais metálicos extremamente finos e materiais não metálicos. O corte por oxidação a laser é mais rápido com a ajuda do calor de reação do oxigênio e do metal, e a qualidade do corte é relativamente ruim, o que é adequado para o corte de chapas grossas. O corte por fusão a laser é amplamente utilizado na indústria automobilística e de chapas metálicas devido ao uso de gás de proteção para evitar respingos de escória, costura de corte suave e boa qualidade de corte. Além disso, o corte por fusão e o corte por gaseificação podem obter uma costura de corte livre de oxidação, o que é de grande importância para cortes com requisitos especiais.
O processo tecnológico de corte a laser é relativamente simples. O caminho de corte a laser e o programa de parâmetros são definidos antecipadamente de acordo com os diferentes produtos. Geralmente, os furos são cortados primeiro, depois as bordas são cortadas. A produção de corte pode ser realizada diretamente após a primeira peça ter passado pelo comissionamento. Mas não é fácil cortar os produtos de melhor qualidade. Está intimamente relacionado com materiais de corte, modo laser, potência, velocidade de corte, pressão de gás auxiliar, etc.
O laser geralmente tem três modos de trabalho: modo contínuo, modo de modulação e modo de pulso.
No modo contínuo, a potência de saída do laser é constante, o que torna o calor que entra na chapa mais uniforme. É adequado para cortes rápidos em geral. Por um lado, pode melhorar a eficiência do trabalho, por outro lado, também é necessário evitar a alteração maligna da zona afetada pelo calor causada pela concentração de calor.
A potência do laser do modo de modulação é uma função da velocidade de corte. Ele pode manter o calor que entra na chapa de metal em um nível relativamente baixo, limitando a potência em cada ponto, de modo a evitar a queima na borda da costura de corte. Devido ao seu controle complexo, não é muito eficiente e só pode ser usado em um curto período de tempo.
Embora o modo de pulso possa ser subdividido em três casos, na verdade é apenas a diferença de resistência, e muitas vezes é selecionado de acordo com as características dos materiais e a precisão das estruturas.
O laser geralmente opera no modo de saída contínua. Para obter a melhor qualidade de corte, é necessário ajustar a taxa de avanço para um determinado material, como aceleração, desaceleração e atraso no torneamento. Portanto, no modo de saída contínua, reduzir a potência não é suficiente, e a potência do laser deve ser ajustada alterando o pulso.
O gás usado para o equipamento de corte a laser inclui gás de trabalho a laser, gás de proteção e gás auxiliar.
O nitrogênio é geralmente usado para cortar aço inoxidável e alguns aços de alta resistência, que é usado para evitar a reação de oxidação e soprar materiais fundidos. A pureza do nitrogênio deve ser alta. Para aço inoxidável com diâmetro superior a 8 mm, geralmente é necessária uma pureza de 99,999%. O oxigênio é adequado para corte de chapa grossa, corte de alta velocidade e corte de chapa extremamente fina. O ar é adequado para cortar chapas de alumínio, não metálicas e de aço galvanizado. Até certo ponto, pode reduzir o filme de óxido e economizar custos. Em termos de custo, o oxigênio usado no corte de aço carbono é relativamente barato e o nitrogênio usado no corte de aço carbono é grande. Quanto mais espesso for o aço inoxidável, quanto maior o teor de nitrogênio e a pureza, maior o custo. Atualmente, o custo de corte do nitrogênio de alta pureza é de cerca de 35-40CNY/h, que é maior que o do oxigênio, cerca de 10-15CNY/h.
A velocidade máxima de corte a laser pode chegar a 40m/min, e o processamento real geralmente é apenas 1/3 - 1/2 da velocidade máxima. Porque quanto maior a velocidade, menor a precisão dinâmica do servomecanismo, o que afeta diretamente a qualidade do corte. Ao cortar furos redondos, quanto maior a velocidade de corte, menor o diâmetro do furo e pior a circularidade. A velocidade máxima de corte só pode ser usada para melhorar a eficiência no corte reto longo. No processo de corte real, é necessário ajustar a potência do laser, a pressão do ar e outros parâmetros relevantes para atingir a velocidade de corte ideal adequada ao produto de acordo com o material, espessura e requisitos técnicos relevantes do produto.
De acordo com os diferentes requisitos do produto, é necessário ajustar continuamente os parâmetros sob diferentes condições de trabalho para alcançar os melhores parâmetros de processo. A precisão de posicionamento nominal que pode ser alcançada pelo corte a laser é de {{0}}.08 mm, e a precisão de posicionamento repetido é de 0,03 mm. De fato, a tolerância mínima que pode ser alcançada é: abertura ± 0,05 mm, localização do furo ± 0,2 mm.
Diferentes materiais e diferentes espessuras requerem energia de fusão diferente, e a potência de saída do laser necessária também é diferente. Durante a produção, é necessário equilibrar a velocidade e a qualidade da produção, selecionar e definir a potência de saída e a velocidade de corte apropriadas, garantir que haja energia adequada na área de corte e que os materiais possam ser efetivamente derretidos e soprados a tempo.
A eficiência do laser para converter energia elétrica em energia laser é de cerca de 30 por cento ~ 35 por cento, a potência de saída é de 1500 W e a potência de entrada é de cerca de 4285 W ~ 5000 W. O consumo real de potência de entrada é muito maior do que a potência nominal de saída. Além disso, de acordo com o princípio da conservação de energia, outras energias são convertidas em energia térmica para emissão, portanto, o laser precisa ser equipado com um chiller para resfriar.
Sobre a HGTECH: A HGTECH é pioneira e líder em aplicações industriais a laser na China e fornecedora de soluções globais de processamento a laser. Dispomos de forma abrangente de equipamentos inteligentes a laser, linhas de produção de medição e automação e construção de fábricas inteligentes para fornecer soluções gerais para fabricação inteligente.
