Uvod
In the field of laser processing, laser cutting machines have been widely used in many industries due to their advantages such as high precision, high speed, and non-contact processing. However, when dealing with highly reflective materials, the cutting effect of laser cutting machines is significantly affected. Highly reflective materials, such as copper, aluminum, gold, silver, and their alloys, pose difficult challenges in the laser cutting process due to their high reflectivity to laser and good thermal conductivity. An in-depth exploration of the influence of highly reflective materials on the cutting effect of laser cutting machines is of great significance for expanding the application range of laser cutting technology, improving processing quality and efficiency.
Značilnosti zelo odsevnih materialov in njihov vpliv na lasersko absorpcijo
Osnovne značilnosti zelo odsevnih materialov
Zelo odsevni materiali imajo običajno nizko upornost, kar ima za posledico nizko absorpcijsko hitrost laserja ., na primer baker in aluminijast ranga med vrhom v električni prevodnosti med skupnimi kovinami . pri sobni temperaturi, pri čemer je stopnja absorpcije v infrariranju približno 5%{3}, ki je približno 5%{3}, približno 5%{3}, ki je približno 5%{3}, je približno 5%{3}, kar je približno 5%{3}, kar je približno 5%{3}, kar je približno 5%{3}, kar je približno 5%{3}, kar je približno 5%{3}, kar je približno 5%{3}, kar je približno 5%{3}. impact on laser reflection. The smoother the surface, the stronger the reflection of laser. For instance, the reflective ability of ordinary brushed stainless steel is relatively weak, but when the surface reaches a mirror effect, it will cause obvious reflection during laser processing. In addition, the absorption rate of materials to laser varies with their Navaja . hitrost absorpcije trdnih kovin na laser je na splošno nizka, vendar se bo znatno povečala, ko se na primer stopi v tekoče stanje .
Absorpcijske značilnosti zelo odsevnih materialov pod različnimi laserji valovne dolžine
Different materials have significantly different absorption rates for light of different wavelengths. Take copper (Cu) and silver (Ag) as examples. For fiber lasers with a wavelength of 1070nm, they are typical highly reflective materials, with an extremely low absorption rate, much lower than that of iron (Fe) and steel (Steel). However, their absorption Stopnja je razmeroma višja, če je izpostavljena laserjem v trdnem stanju . laser, ki ga oddaja Co₂ laser, je v infrardečem pasu (običajno 10 . 6um), ki deluje dobro na številnih industrijskih poljih, vendar to ni idealno, da se za obdelavo zelo reflektivnih kovin v posebnih pasu {{8} vir {8} Primerna valovna dolžina je ključnega pomena za povečanje absorpcije visoko odsevnih materialov na laser in izboljšanje rezalnega učinka.
Več vplivov zelo odsevnih materialov na rezalni učinek laserskih rezalnih strojev
Zmanjšanje kakovosti rezanja
Težave z Dross in Burr
Pri rezanju visoko odsevnih materialov zaradi nezadostne absorpcije laserja z materiali toplota, ustvarjena med postopkom rezanja, ni dovolj za popolno taljenje in izhlapevanje materialov, kar ima za posledico nastanek dros na dnu rezalne površine ., ki se lahko pokvari, pod pihanjem, pod razpiranjem, pod razmnoževanjem, pod oklepom, ki se ublaži, pod oklepom, ki se lahko razblini, pod razmnoževanjem AUXILIATS Edge . Na primer, pri uporabi navadnega laserskega rezalnega stroja za rezanje bakrenih materialov, očitno se na dnu reza pogosto najdemo očiten dros, burre na rezalnem robu pa so relativno grobi, resno vplivajo
Neskladna rezana širina
Odraz in toplotna prevodnost zelo odsevnih materialov za laser omogoča porazdelitev laserske energije na površini materiala neenakomerna, kar vodi v nedosledne rezane širine . Med postopkom rezanja, situacije, kot so širši zgornji del in ožji del, lahko pride do tega, da se lahko zgodi, da se lahko zgodi, da bi se lahko celo pojavili, da bi se lahko celo pojavili le malo. Obdelava delov z izjemno visokimi zahtevami za dimenzijsko natančnost .
Razširitev območja, ki je prizadela toploto
Dobra toplotna prevodnost zelo odsevnih materialov povzroči, da se toplota, ustvarjena med postopkom laserskega rezanja, hitro razširi na okoliška območja, kar širi obseg toplotno prizadete cone . struktura in lastnosti materialov znotraj toplotne cone se lahko spremenijo, kot je zmanjšanje trdote in pomanjkljivosti v trdiščih in prizoritvi trdote in pomanjkljivosti v trdiščih in prizoritvi trdote in pomanjkljivosti v trdiščih, ki se nanašajo na trdost in prizorišče trdosti in prizoritve trdote in prizoritve trdote in okrnjenja v trdiščih, ki jih je treba zmanjšati trdote in priklopnost v trdiščih, ki se zmanjšajo trditvah in prizoritve trdote in prizoritve trdote in okrnjenje v trdišči. Razširitev toplotno prizadete cone lahko privede do upada mehanskih lastnosti materialov, kar vpliva na življenjsko dobo storitvenih izdelkov .
Zmanjšanje učinkovitosti rezanja
Nizka stopnja porabe energije, ki jo povzroča nizka hitrost absorpcije
The low absorption rate of highly reflective materials to laser means that a large amount of laser energy is reflected and cannot be effectively used for material cutting, resulting in a low energy utilization rate of the laser cutting machine. In order to achieve material cutting, it is necessary to increase the laser power or extend the cutting time, which undoubtedly reduces the cutting efficiency. For Primer, pri rezanju bakrenih in jeklenih materialov iste debeline je laserska moč, potrebna za rezanje bakrenih materialov, pogosto večja, hitrost rezanja
Omejitev hitrosti rezanja
Zaradi težav, kot so nepopolna penetracija in nastajanje Dross med laserskim rezanjem visoko odsevnih materialov, da se zagotovi kakovost rezanja, je treba hitrost rezanja zmanjšati . Prekomerno počasno hitrost rezanja ne le podaljša samo čas obdelave ene same delovne sile, ampak tudi zmanjšuje celotno proizvodnjo, ampak tudi zmanjša celovito proizvodnjo, ampak tudi zmanjšuje celotno proizvodnjo, ampak tudi zmanjšuje celotno proizvodnjo, ampak tudi zmanjša celovito proizvodnjo, ampak tudi zmanjša celovito proizvodnjo, ampak tudi zmanjšuje celotno proizvodno učinkovitost. Hitrost rezanja je lahko le delček tega pri rezanju navadnih kovinskih materialov .
Povečana obraba opreme
Poškodbe laserja, ki jo povzroči odsevana svetloba
When the laser irradiates the surface of highly reflective materials, most of the energy will be reflected. These reflected light rays may return to the inside of the laser and damage the optical components of the laser, such as damaging the mirrors of the laser resonator and affecting the performance of the laser diode, thus shortening the service life of the laser. In severe Primeri, odsevana svetloba lahko celo povzroči, da ima laser nestabilno svetlobo ali prenehanje oddajanja luči .
Povečano breme za pomožni sistem
Da bi premagali škodljive učinke zelo odsevnih materialov na lasersko rezanje, je običajno treba povečati pretok in pritisk pomožnega plina, da bi pomagali odpihniti kapljico in izboljšati kakovost rezanja ., kar bo povečalo breme za pomožni plin, kar je povečalo hitrost, ki je bila večja odnos, ki je bila večja odnos, ki je bila v obliki uporabe, in sicer v mirovanju, ki je večja odnos, ki je bila vgrajena, da se bosta hitrost opreme {{1} . povečala za večjo hitrostjo in vzdrževanje opreme {1} Z visoko odsevnimi materiali se za hladilni sistem opreme predložijo tudi večje zahteve . Dolgoročno delovanje hladilnega sistema je tudi nagnjeno k napakam .
Strategije za spopadanje z izzivi rezanja zelo odsevnih materialov
Optimizacija laserske opreme
Sprejetje novih laserjev
The development of new-type lasers for highly reflective materials is one of the key solutions to the problem. For example, the wavelength of blue lasers usually ranges from 400 - 500nm. Compared with traditional infrared lasers, highly reflective materials have a higher absorption rate for blue light. The 500w series and 1000w series Polprevodniški modri laserji, ki jih je sprožil Guangdong Tard Technology Innovation Research Inštitut v Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area dobro deluje pri varjenju, oblogi in 3D tiskanju visoko odsevnih materialov . v scenarijih, kot je letij-ionsko varjenje baterij in elektronsko obdelavo, ki uporablja samo obdelavo modrosti, ki se uporabljajo za uporabo le-ionske baterijske komponente in elektronske obdelave, ki uporabljajo samo obdelavo lasnih komponent Ena desetina do petine običajnega infrardečega laserja in "varjenja brez špatka" je mogoče doseči . hitrost varjenja je vsaj 8-krat hitrejša kot pri infrardeči laserji .
Optimizacija izhodne glave vlaken
V vlaknastih laserskih strojih bo odraz laserja, ki ga povzročajo visoko odsevni materiali, poškodoval izhodno optično glavo kablov . raycus laser, ki je sprejel novo izhodno glavo QBH in dodal stopnjo odsevnega svetlobnega odstranjevanja na prvotni osnovi, ki lahko z vodnimi hlapi, ki lahko črta večino odsevnega laserja na prvem mestu. Zmanjša toplotni vpliv na izhodno glavo optičnega kabla . Po strogih preskusih bakrenega površinskega varjenja pa lahko jedrne komponente laserja RFL-A1500D, opremljene s to izhodno glavo
Prilagoditev parametrov procesa
Nadzor laserske moči in energije
Glede na značilnosti zelo odsevnih materialov lahko ustrezno povečanje laserske moči poveča absorpcijo materialov na laser in izboljša učinkovitost rezanja ., vendar pa je previsoka moč laserske moči lahko povzročila prekomerno taljenje in uparjenost, kar ima za posledico večjo rezanje, zato je potrebno, da se v lasi in energija, ki je najlepše, kar je treba, da se nanašajo na las in energijo, zato je to, da se v lasino in energijo najbolje obvladuje, zato je to, da je lasišča, ki je najlepša moč in energijo, kar je treba, da bi se v lasino in energijo, ki se nanašajo na najlepše energije, in je potrebno, da se v lasino in energijo, zato je treba, da se v lasino in energijo, tako da je treba, da se v lasino in energijo, tako da je treba, da se v lasiranju in energija, ki je najlepša, da bi bilo treba, da se v lasino in energija in energija, ki je najlepša moč in energijo Kakovost rezanja . na primer pri rezanju visoko odsevnih materialov različnih debeline določite ustrezno lasersko energijo in impulzno energijo s poskusi, da dosežete dobro kakovost in učinkovitost rezanja .
Optimizacija hitrosti in frekvence rezanja
Prilagoditev hitrosti in frekvence rezanja je tudi pomembno sredstvo za izboljšanje rezalnega učinka zelo odsevnih materialov . Če je hitrost rezanja prehitra, materiali ne morejo v celoti absorbirati laserske energije, težave, kot sta nepopolna penetracija in nastajanje, pa bo verjetno, da se bo zmanjšala, če bo rezanje, ki je pretirana, da bo rezanje, ki bo pretirana, da bo rezanje, ki bo pretirana, da bo rezanje, ki je pretirana, da bo rezanje, ki je pretirana, da bo rezanje, ki je pretirana, da bo rezanje, ki bo pretirana hitrost, ki bo pretirana hitrost, ki bo preveč počasna, ki bo rezanje, ki bo preveč počasna, ki bo rezanje, ki bo preveč počasna, bod, ki bo pretirana hitrost, ki bo pretirana hitrost, ki bo preveč počasna, da bi se rezanje, ki je preveč počasna quality. At the same time, reasonably adjusting the pulse frequency of the laser can control the melting and vaporization process of the materials and reduce the generation of burrs and dross. In actual processing, it is necessary to optimize the combination of cutting speed and frequency through experiments according to the thickness, material properties of the materials, and the performance of the laser Oprema .
Uporaba pomožnih ukrepov
Izbira in nadzor pomožnega plina
Pri rezanju visoko odsevnih materialov lahko dodajanje ustreznega pomožnega plina znatno izboljša učinek rezanja . pomožni plin se kemično reagira z materiali pri visokih temperaturah . na primer, ko se kisik uporablja kot pripadnost, lahko v vlogi in kovinskim referencam, ki se lahko podvržejo exotermični kemični reakciji, ki lahko podvržejo eksotermični kemični reakciji, pri čemer lahko podvržejo exothermični kemični reakciji, pri čemer lahko podvržejo exothermični kemični reakciji, pri čemer lahko podvržejo exothermični kemični reakciji s kovinskimi reakcija Speed . dušik lahko do neke mere izboljša kakovost rezalne površine in prepreči oksidacijo . Poleg tega lahko pomožni plin pomaga tudi odpraviti kapljico v rezalnem območju, očistiti rezanje in pretok v bližini reza, da bi zaščitil lečo {4} Proces . Različni visoko odsevni materiali in debeline rezanja zahtevajo ujemanje različnih parametrov pomožne plina .
Površinska predobdelava materialov
Performing surface pretreatment on highly reflective materials, such as sandblasting and roughening, can reduce the surface reflectivity of the materials and increase their absorption rate of laser. Through surface pretreatment, tiny concave-convex structures are formed on the material surface. When the laser irradiates, the light is reflected and scattered multiple times in these concave-convex structures, increasing Na primer, da materiali absorbirajo laser .
Zaključek
Zaradi edinstvenih fizikalnih lastnosti imajo zelo odsevni materiali več negativnih vplivov na rezalni učinek laserskih rezalnih strojev, vključno z zmanjšanjem kakovosti rezanja, zmanjšanjem učinkovitosti rezanja in povečanim obrabo opreme ., vendar z optimizacijo laserskih opreme, kot je sprejemanje laserjev in optimizacije laserjev in optimizacije laserjev in optimizacije laserjev in optimizacije laserjev in optimizacije laserjev in optimizacijskih vlaken; razumna prilagoditev procesnih parametrov, natančno nadzira lasersko moč, energijo, hitrost rezanja in frekvenco; in uporaba učinkovitih pomožnih ukrepov, kot je izbira ustreznih pomožnih plinov in izvajanje površinske predhodne obdelave na materialih, je mogoče do neke mere premagati težave z rezanjem, ki jih povzročajo zelo odsevni materiali, in doseči razmeroma idealen učinek rezanja .
Z neprekinjenim razvojem in inovacijami tehnologije se verjame, da bo na področju laserskega rezanja zelo odsevnih materialov v prihodnosti doseženo več prebojev, kar bo še naprej razširilo obseg aplikacij laserske rezalne tehnologije in spodbujanje razvoja povezanih panog .
-- Rayther Laser Jack Sun --