Das Grundprinzip des Laserschneidens ist die Wechselwirkung zwischen Laser und Materie. Es umfasst nicht nur komplexe Mikroquantenprozesse, sondern auch Makrophänomene, die durch Lasereinwirkung auf verschiedene dielektrische Materialien verursacht werden. Zu diesen makroskopischen Phänomenen gehören Laserabsorption, Reflexion, Brechung, Energieumwandlung und -übertragung, Materialzustand und die Zusammensetzung des umgebenden Gases, Gewebeeffekt, wenn der Lichtstrahl auf die Materialoberfläche einwirkt usw.
Daher sind die Faktoren, die die Qualität des Laserschneidens beeinflussen, sehr komplex. Neben dem Bearbeitungsmaterial selbst sind dies vor allem Strahleigenschaften, Laserleistung, Schnittgeschwindigkeit, Düsentyp (Apertur) und Düsenhöhe, Fokuslage, Hilfsgasart und Druck etc.
Faktoren, die die Schnittqualität beeinflussen
1. Strahleigenschaften: Die Kerbenbreite des Laserschneidens hängt stark von der Strahlart und dem Punktdurchmesser nach der Fokussierung ab. Da die Leistungsdichte und Energiedichte der Laserbestrahlung mit dem Laserfleckdurchmesser in Beziehung stehen, muss der Fleckdurchmesser beim Laserschneiden so klein wie möglich sein, um eine hohe Leistungsdichte und Energieobjektivität zu erhalten.
2. Laserleistung: Die Laserleistung beeinflusst direkt die Dicke der zu schneidenden Stahlplatte. Je höher die Energie, desto dicker ist das Material, das geschnitten werden kann. Darüber hinaus beeinflusst es auch die Maßhaltigkeit des Werkstücks, die Schlitzbreite, die Rauheit der Schnittfläche und die Breite der Wärmeeinflusszone.
3. Schnittgeschwindigkeit: Die Schnittgeschwindigkeit hat einen großen Einfluss auf die Schnittqualität von Edelstahlplatten. Die beste Schnittgeschwindigkeit macht die Schnittfläche glatt und glatt ohne Schlacke am unteren Teil.
Wenn die Schnittgeschwindigkeit zu hoch ist, wird die Stahlplatte nicht durchtrennt, was zu Funkenspritzern, Schlacke in der unteren Hälfte und sogar zum Verbrennen der Linse führt; Wenn die Schnittgeschwindigkeit zu langsam ist, kann es leicht zu einem Überschmelzen des Materials, einer Aufweitung der Schneidnaht, einer Zunahme der Wärmeeinflusszone und sogar zu einem Überbrennen des Werkstücks kommen.
4. Düse: Düsenform (Öffnung), Düsenhöhe (Abstand zwischen Düsenaustritt und Werkstückoberfläche) usw. beeinflussen die Schneidwirkung.
5. Fokusposition: Die Fokusposition beeinflusst direkt die Kerbenbreite, die Neigung, die Schnittkantenrauheit und die Schlackenhaftung. Unterschiedliche Fokuspositionen führen zu unterschiedlichen Strahldurchmessern und Fokustiefen auf der Oberfläche des Werkstücks, was die Form der Bearbeitungsnut verändert und den Fluss von Bearbeitungsgas und Metallschmelze in der Bearbeitungsnut beeinflusst.
6. Hilfsgas: Zum Schneiden von Materialien wird Hilfsgas benötigt, hauptsächlich mit Gasart und -druck. Gasart, Druck, Düsendurchmesser und Geometrie beeinflussen die Kantenrauheit und die Gratbildung.
Es gibt viele Faktoren, die die Qualität der Laserbearbeitung beeinflussen. Die Beherrschung des Gesetzes des Einflusses verschiedener Prozessfaktoren auf die Oberflächenqualität der Laserschneidmaschinenbearbeitung kann helfen, den Weg zur Verbesserung der Oberflächenqualität und Verbesserung der Oberflächenqualität zu finden.
Die Bewertung der Laserschneidqualität umfasst im Wesentlichen folgende Punkte:
1. Die Schnittfläche ist glatt, mit wenigen Linien und ohne Sprödbruch
Wenn der Laser die Platte bei hoher Temperatur schneidet, erscheinen die Spuren des geschmolzenen Materials nicht in der Kerbe unter dem vertikalen Laserstrahl, sondern werden auf der Rückseite des Laserstrahls herausgespritzt. Als Ergebnis werden die gekrümmten Linien an der Schneidkante gebildet, und die Linien folgen eng dem sich bewegenden Laserstrahl. Um dieses Problem zu beheben, kann eine Reduzierung des Vorschubs am Ende des Schneidevorgangs die Bildung von Linien stark eliminieren;
2. Enge Spaltbreite (dies hängt hauptsächlich mit dem Durchmesser des Laserstrahlflecks zusammen, der von der Qualität der Laserröhre abhängt)
Generell hat die Kerbenbreite keinen Einfluss auf die Schnittqualität. Nur wenn eine besonders präzise Kontur im Inneren des Bauteils gebildet wird, hat die Schnittbreite einen wichtigen Einfluss, denn die Schnittbreite bestimmt den minimalen Innendurchmesser der Kontur. Mit zunehmender Blechdicke nimmt auch die Schnittbreite zu. Um die gleiche hohe Präzision zu gewährleisten, sollte das Werkstück daher, egal wie groß die Kerbenbreite ist, im Bearbeitungsbereich der Laserschneidmaschine konstant liegen;
3. Gute Rechtwinkligkeit der Schnittfuge und kleiner Wärmeeinflussbereich
Wenn die Dicke des bearbeiteten Materials 18 mm überschreitet, ist die Rechtwinkligkeit der Schneidkante sehr wichtig; Außerhalb des Fokus wird der Laserstrahl divergent und der Schnitt wird je nach Position des Fokus nach oben oder unten breiter.
Die Schneide weicht um einige Prozent von der Senkrechten ab. Je vertikaler die Kante ist, desto höher ist die Schnittqualität.
4. Thermische Wirkung von Schneidstoffen
Als Anwendungsgerät der thermischen Schneidbearbeitung wird es zwangsläufig thermische Auswirkungen auf Materialien im Anwendungsprozess haben, die hauptsächlich drei Aspekte umfassen: A. wärmebeeinflusster Bereich; B. Depression und Korrosion; C. Materialverformung.
Der Wärmeeinflussbereich bezieht sich auf den Bereich, der beim Laserschneiden entlang der Kerbe erhitzt wird. Gleichzeitig verändert sich die Struktur des Materials selbst.
Zum Beispiel können einige Materialien aushärten. Wärmeeinflusszone bezieht sich auf die regionale Änderung der inneren Struktur aufgrund hoher Temperatur; Vertiefung und Korrosion wirken sich negativ auf die Oberfläche der Schneide aus und beeinträchtigen das Erscheinungsbild der Laserschneidmaschine. Sie treten in Schnittfehlern auf, die generell vermieden werden sollten.
Wenn das Teil schließlich durch das Schneiden stark erhitzt wird, verformt es sich. Dies ist besonders in der Feinbearbeitung wichtig, da die Konturen und Verbindungsstücke meist nur wenige Zehntel Millimeter breit sind. Die Steuerung der Laserleistung und die Verwendung kurzer Laserpulse können die Erwärmung von Bauteilen reduzieren und Verformungen vermeiden.
