Dalam beberapa tahun terakhir, dengan meningkatnya permintaan untuk pemotongan lembaran logam, metode pemotongan tradisional sulit untuk memenuhi persyaratan produksi dengan lebih baik karena akurasinya yang rendah dan area yang terkena panas yang besar. Pemotongan laser serat memiliki banyak keuntungan, seperti area yang terkena panas kecil , presisi tinggi, kecepatan cepat, pemrosesan non-kontak, dan secara bertahap menggantikan proses pemotongan tradisional.
Prinsip pemotongan logam laser adalah menggunakan sinar laser sebagai sumber panas untuk menyinari permukaan bahan logam, membuat suhu permukaan bahan logam naik ke titik leleh (mendidih), Pada saat yang sama, nosel mengeluarkan gas pemotongan sejajar dengan arah iradiasi sinar laser untuk menerbangkan senyawa cair (gas) (bila gas pemotongan adalah gas aktif seperti oksigen, gas pemotongan juga akan bereaksi dengan bahan logam untuk menghasilkan panas oksidasi. Melalui kontrol perangkat gerak, cutting head bergerak sesuai dengan garis yang telah ditentukan untuk memotong berbagai bentuk benda kerja.
Dalam proses pemotongan laser logam, kerapatan daya laser insiden berbeda, dan perubahan permukaan material logam juga berbeda. Secara umum, ketika kerapatan daya laser pada permukaan material logam mencapai 10 mW/cm2, permukaan material logam akan dengan cepat naik ke titik didih material dan menguap dengan kuat menjadi uap logam.
Ketika kerapatan daya laser pada permukaan bahan logam melebihi 100 mW/cm2, uap logam yang tidak dapat dilepaskan pada waktunya akan dipanaskan kembali oleh energi laser untuk membentuk awan plasma.
Sebagian besar awan plasma yang dihasilkan oleh bahan logam pemotongan laser akan dihembuskan oleh gas pemotongan, dan sebagian kecil yang tersisa akan membentuk awan plasma untuk memengaruhi pemotongan logam:
1) Awan plasma akan tetap berada di permukaan bahan logam, menghalangi transmisi energi laser dan mengurangi kecepatan potong.
2) Awan plasma yang terperangkap di bawah nosel tidak hanya akan mengubah media kapasitansi antara nosel dan bahan logam, tetapi juga memanaskan nosel, memengaruhi parameter kinerja kapasitansinya, mengganggu hasil deteksi pengatur ketinggian kapasitif, mengurangi akurasi kontrol tindak lanjut, dan mempengaruhi efek pemotongan.
Ambil laser 2000 W yang banyak digunakan di pasaran sebagai contoh, jika digunakan dengan kepala pemotongan 100/125 (panjang fokus kolimator/panjang fokus lensa pemfokusan), ketika diameter inti kuncir kurang dari 40 μ Pada m , kerapatan daya rata-rata titik cahaya pada fokus nol akan mencapai urutan 100 mW/cm2, terutama saat memotong pelat logam tipis, lebih mudah menghasilkan awan plasma.
Dalam beberapa tahun terakhir, keunggulan laser mode tunggal telah diakui oleh pasar. Dengan pengoptimalan berkelanjutan dari skema optik, daya laser mode tunggal perangkat juga meningkat secara bertahap. Kualitas sinar yang lebih tinggi (umumnya sesuai dengan diameter inti kuncir yang lebih kecil) dan daya keluaran yang lebih tinggi membuat kerapatan daya rata-rata titik cahaya pada titik fokus nol semakin tinggi, dan lebih mudah menghasilkan awan plasma saat memotong tipis piring logam.
Untuk mengatasi masalah ini, proses pemotongan berikut dapat secara efektif mengurangi dampak awan plasma :
1. Pemotongan pulsa diadopsi. Mengadopsi mode pemotongan pulsa dapat memastikan kekuatan puncak laser di satu sisi, dan mempersingkat waktu iradiasi laser pada bahan logam di sisi lain, mengurangi pembentukan awan plasma.
2. Kurangi daya pemotongan laser dengan benar. Tanpa mengubah kondisi lain, mengurangi daya pemotongan dapat mengurangi densitas daya rata-rata pada fokus dan mengurangi pembangkitan awan plasma. Saat memotong baja tahan karat 1mm dengan laser mode tunggal 2000W dengan daya penuh dan fokus nol, kecepatan pemotongan tidak ideal karena pengaruh awan plasma. Saat daya potong dikurangi menjadi 1800W, kecepatan potong meningkat sebesar 50 persen .
3. Perluas dan potong celah dengan benar. Memperluas celah pemotongan tidak hanya menyediakan saluran yang lebih luas untuk awan plasma menyebar ke bawah, mengurangi dampak awan plasma pada pemotongan, tetapi juga membantu mempercepat pembuangan terak di celah dan meningkatkan efek pemotongan.
4. Kurangi ketinggian pemotongan dengan tepat. Ketinggian pemotongan tidak hanya secara langsung menentukan ketebalan awan plasma antara nosel dan permukaan material logam (semakin pendek jaraknya, semakin tipis awan plasma), tetapi juga semakin dekat nosel pemotongan, semakin tinggi tekanan gas pemotongan yang dipancarkan dari pusat nozzle akan. Semakin tinggi tekanan pemotongan akan membantu mempercepat penyebaran awan plasma di bawah nosel dan mengurangi pelindung awan plasma terhadap laser yang datang. Jadi dengan alasan untuk memastikan keamanan pemotongan kepala, semakin dekat jarak tindak lanjutnya, semakin baik.
5. Gunakan nosel pemotong yang sesuai. Nosel yang tepat dapat mempercepat penyebaran awan plasma logam dengan aliran gas yang lebih cepat tanpa meningkatkan diameter nosel.
6. Tambahkan perangkat peniup samping dan perangkat pendingin nosel pada kepala pemotongan. Perangkat peniup samping digunakan untuk menerbangkan sebagian awan plasma dan mengurangi konsentrasi awan plasma di bawah nosel. Perangkat pendingin nosel dapat mengurangi dampak termal awan plasma pada nosel dan menghindari pengaruh parameter kinerja kapasitansi nosel.
7. Penyesuaian ketinggian kapasitif tingkat pengambilan sampel tinggi diadopsi. Pengatur ketinggian kapasitif tingkat pengambilan sampel tinggi tidak hanya dapat memastikan akurasi tindak lanjut, tetapi juga menentukan perubahan awan plasma di bawah nosel dengan memantau perubahan nilai kapasitansi. Alat mesin dapat mengambil langkah-langkah seperti perlambatan, jeda, pemotongan pulsa, dll. Untuk mengurangi dampak awan plasma pada pemotongan dengan memantau perubahan awan plasma.
Tentang HGTECH: HGTECH adalah pelopor dan pemimpin aplikasi industri laser di China, dan penyedia resmi solusi pemrosesan laser global. Kami telah mengatur mesin cerdas laser secara komprehensif, lini produksi pengukuran dan otomasi, dan konstruksi pabrik cerdas untuk memberikan solusi keseluruhan untuk manufaktur cerdas.
