Einführung
Auf dem Gebiet der Laserverarbeitung wurden in vielen Branchen Laserschneidmaschinen aufgrund ihrer Vorteile wie hoher Präzision, hoher Geschwindigkeit und nicht kontaktischer Verarbeitung . häufig verwendet. Wenn Sie jedoch mit stark reflektierenden Materialien mit stark reflektierenden Materialien umgehen, ist der Schneidwirkung von Laserschneidemaschinen signifikant betroffen. 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.
Merkmale hochreflektierender Materialien und deren Einfluss auf die Laserabsorption
Grundlegende Eigenschaften hochreflektierender Materialien
Hochreflektierende Materialien haben normalerweise einen niedrigen Widerstand, was zu einer niedrigen Absorptionsrate von Laser . führt beispielsweise Kupfer- und Aluminiumrang in der elektrischen Leitfähigkeit zwischen gemeinsamen Metallen . Bei Raumtemperatur, die Absorptionsrate des roten Kupfers bis zu Infrarot -Laser ist etwa 5%. Reflexion . Die glattere Oberfläche, desto stärker ist die Reflexion von Laser . zum Beispiel die Reflexionsfähigkeit von gewöhnlich gebürstetem Edelstahl relativ schwach, aber wenn die Oberfläche einen Spiegeleffekt erreicht, wird die Absorptionsrate der Laser -Verarbeitung mit ihren Stimmen {{}} {} usw. {usw. {add ass usw. {usw. {add uad} usw. {add. Die Absorptionsrate von festen Metallen zu Laser ist im Allgemeinen niedrig, erhöht sich jedoch erheblich, wenn sie in einen flüssigen Zustand . geschmolzen wird. Wenn beispielsweise das rote Kupfer in die Nähe ihres Schmelzpunkts erhitzt wird, kann die Absorptionsrate etwa 20%.} erreichen.
Absorptionseigenschaften hochreflektierender Materialien unter verschiedenen Wellenlängenlasern
Unterschiedliche Materialien haben signifikant unterschiedliche Absorptionsraten für das Licht unterschiedlicher Wellenlängen . Kupfer (Cu) und Silber (Ag) als Beispiele . für Faserlaser mit einer Wellenlänge von 1070 Nm sind typische hochreflektierende Materialien mit einer extrem niedrigen Absorptionsrate. Wenn der Laser von Festkörperlasern . ausgesetzt ist, befindet sich der von einem Co₂-Laser emittierte Laser im Infrarotband (normalerweise 10 . 6um), was in vielen industriellen Anwendungsfeldern, aber es ist nicht ideal, um hochreflektierende Metalle zu verarbeiten. Erhöhung der Absorption hochreflektierender Materialien auf Laser und Verbesserung des Schneidwirkung.
Mehrere Einflüsse von hochreflektierenden Materialien auf den Schnitteffekt von Laserschneidemaschinen
Abnahme der Schnittqualität
Dicht- und Burr -Probleme
Beim Schneiden hochreflektierender Materialien ist die während des Schneidvorgangs erzeugte Wärme aufgrund unzureichender Absorption des Lasers nicht ausreichend, um die Materialien vollständig zu schmelzen und zu verdampfen, was zur Bildung von Schläfen am Boden der Schneidfläche führt. Eine gewöhnliche Laserschneidemaschine zum Schneiden von Kupfermaterialien, Offensichtliche Schlüpfe befindet sich häufig am Boden des Schnitts, und die Grat an der Schneide sind relativ rau, was die Flachheit und Glätte der Schneidoberfläche ernsthaft beeinflusst {.
Inkonsistente Schnittbreite
The reflection and heat conduction of highly reflective materials to laser make the distribution of laser energy on the material surface uneven, thus leading to inconsistent cut widths. During the cutting process, situations such as a wider upper part and a narrower lower part of the cut or significant local width changes may occur. This not only affects the cutting size accuracy but may even lead to the scrapping of products for some parts processing with Extrem hohe Anforderungen für die dimensionale Genauigkeit .
Ausdehnung der wärmebedigten Zone
Die gute thermische Leitfähigkeit von hochreflektierenden Materialien führt dazu, dass sich die während des Laserschneidemittels erzeugte Wärme schnell in den umgebenden Bereichen ausbreitet und den Bereich der hitzebedigten Zone erweitert. der wärmegeräten Zone kann zu einem Rückgang der mechanischen Eigenschaften der Materialien führen, was die Lebensdauer der Produkte beeinflusst .
Reduzierung der Schnitteffizienz
Niedrige Energieverbrauchsrate durch niedrige Absorptionsrate
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 example, when cutting copper and steel materials Aus der gleichen Dicke ist die zum Schneiden von Kupfermaterialien erforderliche Laserleistung häufig höher, und die Schnittgeschwindigkeit ist deutlich langsamer .
Einschränkung der Schnittgeschwindigkeit
Aufgrund von Problemen wie unvollständigem Penetrations- und Dross -Bildung während des Laserschnitts von hochreflektierenden Materialien muss die Schneidgeschwindigkeit, um die Schnittqualität zu gewährleisten, reduziert werden. {{{}} Eine übermäßig langsame Schnittgeschwindigkeit verlängert nicht nur die Verarbeitungszeit eines einzelnen Arbeitststücks, sondern reduziert auch die Gesamtproduktionseffizienz .. Gewöhnliche Metallmaterialien .
Erhöhter Ausrüstungsverschleiß
Schädigung des Lasers, der durch reflektiertes Licht verursacht wird
Wenn der Laser die Oberfläche hochreflektierender Materialien bestrahlt, wird der größte Teil der Energie reflektiert. Reflektiertes Licht kann sogar dazu führen, dass der Laser eine instabile Lichtausgabe aufweist oder das Licht nicht mehr abgibt. .
Erhöhte Belastung für das Auxiliärsystem
Um die nachteiligen Auswirkungen von stark reflektierenden Materialien auf das Laserschnitt zu überwinden, ist es normalerweise erforderlich, die Durchflussrate und den Druck des Hilfsgases zu erhöhen, um die Schleuderdose wegzublasen und die Schnittqualität zu verbessern. Materialien, höhere Anforderungen werden auch für das Kühlsystem des Geräts . vorgeschlagen. Der langfristige Hochlastbetrieb des Kühlsystems ist ebenfalls anfällig für Fehler .
Strategien für die Bewältigung der Herausforderungen beim Schneiden hochreflektierender Materialien
Optimierung der Lasergeräte
Einführung neuer Laser
Die Entwicklung von New-Type-Lasern für hochreflektierende Materialien ist eine der Schlüssellösungen für das Problem .. Die Wellenlänge von blauen Lasern reicht normalerweise von 400 - 500 nm . im Vergleich zu traditionellen Infrarot-Lasern. Semiconductor Blue Laser, die vom Guangdong Hard Technology Innovation Research Institute des Guangdong-Hong-Macao Greater Bay Area ins Leben gerufen wurden, sind in der Schweiß-, Verkleidung und dem 3D-Druck von hochreflektierenden Materialien gut ab. Ein Fünftel des herkömmlichen Infrarotlasers und "Spitzer-Schweißen" können erreicht werden.
Optimierung des Faserausgangskopfes
In Faserlasermaschinen schädt der reflektierte Laser, der durch hoch reflektierende Materialien verursacht wird, wahrscheinlich den optischen Kabelkopf {. Raycus-Laser ein neuer QBH-Faser-Ausgangskopf an. Thermische Auswirkungen auf den optischen Kabelausgangskopf . Nach strengen Kupferoberflächenschweißtests können die Kernkomponenten des RFL-A1500D-Lasers, das mit diesem Ausgangskopf ausgestattet ist, eine normale Betriebstemperatur in einer mit hohen reflektierten Lichtumgebung aufrechterhalten, wodurch die Leistung {{}}}}}}}}}}} ·} ·}} ·}}} ·}} ·}}} ·}}} ·}}}}}}}}} {}}} u.
Anpassung der Prozessparameter
Kontrolle der Laserkraft und Energie
Nach den Eigenschaften von hochreflektierenden Materialien kann die angemessene Erhöhung der Laserleistung die Absorption von Materialien in Laser erhöhen und die Schnitteffizienz . verbessern. Eine zu hohe Laserleistung kann jedoch zu übermäßigem Schmelzen führen, und die Dampfung der Materialien resultiert. Qualität . Zum Beispiel, wenn Sie beispielsweise hochreflektierende Materialien unterschiedlicher Dicke schneiden
Optimierung der Schnittgeschwindigkeit und Frequenz
Das Einstellen der Schneidgeschwindigkeit und -frequenz ist auch ein wichtiges Mittel zur Verbesserung des Schneidwirkung von stark reflektierenden Materialien . Wenn die Schneidgeschwindigkeit zu schnell ist, können die Materialien die Laserenergie nicht vollständig absorbieren, und Probleme wie unvollständige Eindringen und Dross-Bildung treten wahrscheinlich auf . Wenn die Schnittgeschwindigkeit zu langsam führt. 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 equipment.
Anwendung von Hilfsmaßnahmen
Auswahl und Kontrolle von Hilfsgas
Beim Schneiden hochreflektierender Materialien kann das Hinzufügen eines geeigneten Hilfsgas den Schnitteffekt . das Hilfsgas chemisch mit den Materialien bei hohen Temperaturen . signifikant verbessern. Wenn Sie beispielsweise beispielsweise als Hilfsgas verwendet werden. Stickstoff kann bis zu einem gewissen Grad die Qualität der Schneidoberfläche verbessern und Oxidation . zusätzlich verhindern, dass das Hilfsgas auch dazu beitragen kann, die Schlitzung im Schneidbereich wegzublasen, die Schneidnaht abzukühlen und den Bereich in der Nähe des Schlitzes zu schützen, um die Fokussierungslinse zu schützen. Dicke erfordern die Abgleichen verschiedener Hilfsgasparameter .
Oberflächenvorbehandlung von Materialien
Durch die Durchführung der Oberflächenvorbehandlung bei hochreflektierenden Materialien wie Sandstrahlen und Aufauten kann das Oberflächenreflexion der Materialien verringert und ihre Absorptionsrate von Laser . durch Oberflächenvorbehandlung erhöht werden. Die Möglichkeit für die Materialien, den Laser . zu absorbieren, ist beispielsweise nach dem Sandstrahlen der Aluminiumplatte seine Absorptionsrate von Laser erheblich erhöht und der Schnitteffekt wird signifikant verbessert .}
Abschluss
Aufgrund ihrer einzigartigen physikalischen Eigenschaften haben stark reflektierende Materialien mehrere negative Auswirkungen auf den Schnitteffekt von Laserschneidemaschinen, einschließlich einer Abnahme der Schnittqualität, einer Verringerung der Schnitteffizienz und einer erhöhten Verschleiß von Geräten .. die angemessene Anpassung der Prozessparameter, die die Laserleistung, die Energie, die Schnittgeschwindigkeit und die Frequenz genau steuern; und die Anwendung wirksamer Hilfsmaßnahmen wie der Auswahl geeigneter Hilfsgase und der Durchführung von Oberflächenvorbehandlung für Materialien ist es möglich, die durch stark reflektierenden Materialien verursachten Schneidprobleme in gewissem Maße zu überwinden und einen relativ idealen Schnitteffekt zu erzielen .}}}}}}}}}}}}}}
Mit der kontinuierlichen Entwicklung und Innovation der Technologie wird angenommen, dass in Zukunft mehr Durchbrüche auf dem Gebiet des Laserschnitts hochreflektierender Materialien erzielt werden, wodurch die Anwendungsreichweite der Laserschneidetechnologie weiter erweitert und die Entwicklung verwandter Branchen fördert. .}}}
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