1, Die Laserschneidmaschine hat kein Problem beim Schneiden von Stahlplatten mit einer Dicke von weniger als 10 mm, aber wenn Sie dickere Stahlplatten schneiden möchten, müssen Sie häufig Hochleistungslasern mit einer Ausgangsleistung von mehr als 5 kW helfen, und die Schnittqualität ist auch signifikant reduziert. Da die Hochleistungslaserausrüstung teuer ist und ihr Ausgangslasermodus für das Laserschneiden nicht förderlich ist, hat das herkömmliche Metalllaserschneidverfahren keine Vorteile beim Schneiden dicker Stahlplatten.
2, Die Metall-Laser-Schneidemaschine hat die folgenden technischen Schwierigkeiten:
- Es ist schwierig, den quasi-stationären Verbrennungsprozess aufrechtzuerhalten
Beim eigentlichen Schneidprozess der Metall-Laserschneidmaschine ist die durchtrennbare Blechdicke begrenzt, was eng mit der instabilen Verbrennung von Eisen an der Schneidfront zusammenhängt. Damit der Verbrennungsprozess fortgesetzt werden kann, muss die Temperatur an der Oberseite des Schlitzes den Zündpunkt erreichen. Tatsächlich kann die durch die Eisenoxid-Verbrennungsreaktion freigesetzte Energie allein den kontinuierlichen Verbrennungsprozess nicht gewährleisten.
Da einerseits der Schlitz kontinuierlich durch den von der Düse ausgestoßenen Sauerstoffstrom gekühlt wird, wird die Temperatur der Schneidfront reduziert; Andererseits bedeckt die durch Verbrennung gebildete Eisenoxidschicht die Oberfläche des Werkstücks und behindert die Diffusion von Sauerstoff. Wenn die Sauerstoffkonzentration bis zu einem gewissen Grad abnimmt, wird der Verbrennungsprozess gelöscht.
Wenn der traditionelle konvergente Strahl zum Laserschneiden verwendet wird, ist der Bereich, in dem der Laserstrahl auf die Oberfläche einwirkt, sehr klein. Aufgrund der hohen Laserleistungsdichte erreicht die Werkstückoberflächentemperatur nicht nur im Bereich der Laserstrahlung, sondern durch Wärmeleitung auch in einem weiteren Bereich den Zündpunkt.
Der Durchmesser des auf die Oberfläche des Werkstücks einwirkenden Sauerstoffstroms ist größer als der des Laserstrahls, was darauf hinweist, dass nicht nur im Bereich der Laserstrahlung eine starke Verbrennungsreaktion auftritt, sondern auch in der Peripherie des bestrahlten Lichtflecks der Laserstrahl.
Beim Schneiden dicker Platten ist die Schnittgeschwindigkeit ziemlich langsam und die Geschwindigkeit des Brennens von Eisenoxid auf der Werkstückoberfläche ist schneller als die Geschwindigkeit des Schneidkopfes. Nachdem die Verbrennung eine gewisse Zeit andauert, wird der Verbrennungsprozess aufgrund der Abnahme der Sauerstoffkonzentration gelöscht. Erst wenn sich der Schneidkopf in diese Position bewegt, beginnt die Verbrennungsreaktion erneut. Der Verbrennungsprozess an der Schneidfront wird periodisch durchgeführt, was zu einer Temperaturschwankung an der Schneidfront und einer schlechten Schnittqualität führt.
- Es ist schwierig, eine konstante Sauerstoffreinheit und einen konstanten Druck in Richtung der Plattendicke aufrechtzuerhalten
Beim Schneiden dicker Stahlplatten mit einer Metall-Laserschneidmaschine ist die Abnahme der Sauerstoffreinheit ebenfalls ein wichtiger Faktor, der die Schnittqualität beeinflusst.
Die Reinheit des Sauerstoffstroms hat einen starken Einfluss auf den Schneidprozess. Wenn die Reinheit des Sauerstoffstroms um 0,9 Prozent abnimmt, nimmt die Verbrennungsrate von Eisenoxid um 10 Prozent ab; Wenn die Reinheit um 5 Prozent abnimmt, nimmt die Verbrennungsrate um 37 Prozent ab. Die Verringerung der Verbrennungsrate wird den Energieeintrag in die Schnittnaht während des Verbrennungsprozesses stark reduzieren und die Schnittgeschwindigkeit verringern.
Gleichzeitig steigt der Eisengehalt in der flüssigen Schicht der Schnittfläche, was die Viskosität der Schlacke erhöht, was zu Schwierigkeiten beim Abführen der Schlacke führt. Auf diese Weise wird am unteren Teil der Kerbe starke Schlacke hängen bleiben, was die Kerbqualität unannehmbar macht.
Um das Schneiden stabil zu halten, ist es erforderlich, dass die Reinheit und der Druck des Schneidsauerstoffstroms in Blechdickenrichtung im Wesentlichen konstant sind. Beim traditionellen Laserschneiden wird häufig die übliche konische Düse verwendet, die die Anforderungen beim Blechschneiden erfüllen kann. Beim Schneiden dicker Bleche bilden sich jedoch mit zunehmendem Luftzufuhrdruck leicht Stoßwellen im Strömungsfeld von die Düse. Stoßwellen sind für den Schneidprozess schädlich, da sie die Reinheit des Sauerstoffflusses verringern und die Qualität des Einschnitts beeinträchtigen.
3, Es gibt im Allgemeinen drei Möglichkeiten, dieses Problem zu lösen:
- Fügen Sie eine Vorwärmflamme um den Schneidsauerstoffstrom hinzu
- Fügen Sie einen Hilfssauerstoffstrom um den Schneidsauerstoffstrom herum hinzu
- Gestalten Sie die Innenwand der Düse angemessen, um die Eigenschaften des Luftströmungsfelds zu verbessern
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