Diversos mètodes de tall de màquina de tall per làser

El tall per làser és un mètode de processament sense contacte amb alta energia i bona densitat de control. El punt làser amb alta densitat d'energia es forma després d'enfocar el feix làser, que té moltes característiques quan s'utilitza en el tall. Hi ha quatre formes diferents de tall per làser per afrontar situacions diferents.

1. Tall de fosa 

En el tall per fusió per làser, el material fos s’expulsa mitjançant flux d’aire després que la peça de treball es fongui localment. Com que la transferència de material només es produeix en estat líquid, aquest procés s’anomena tall per fusió làser.
El raig làser amb gas de tall inert d’alta puresa fa que el material fos deixi la fenedura, mentre que el propi gas no participa en el tall. El tall per fusió làser pot obtenir una velocitat de tall superior a la de gasificació. L’energia necessària per a la gasificació sol ser superior a l’energia necessària per fondre el material. En el tall per fusió làser, el feix làser només s’absorbeix parcialment. La velocitat màxima de tall augmenta amb l'augment de la potència del làser i disminueix gairebé inversament amb l'augment del gruix de la placa i la temperatura de fusió del material. En el cas d'una certa potència làser, el factor limitant és la pressió de l'aire a la ranura i la conductivitat tèrmica del material. Per a materials de ferro i titani, el tall per fusió làser pot obtenir osques sense oxidació. Per als materials d'acer, la densitat de potència del làser és d'entre 104w / cm2 i 105W / cm2.

2. Tall de vaporització

En el procés de tall per gasificació per làser, la velocitat de la temperatura superficial del material que puja fins a la temperatura del punt d’ebullició és tan ràpida que pot evitar la fusió causada per la conducció de calor, de manera que alguns materials es vaporitzen al vapor i desapareixen i alguns materials s’allunyen del fons de la costura de tall pel flux de gas auxiliar com a expulsió. En aquest cas es requereix una potència làser molt elevada.

Per evitar que el vapor de material es condensi a la paret de la ranura, el gruix del material no ha de ser molt superior al diàmetre del feix làser. Per tant, aquest procés només és adequat per a aplicacions on s’ha d’evitar l’eliminació de materials fosos. De fet, el procés només s’utilitza en un camp d’ús molt reduït d’aliatges a base de ferro.

El procés no es pot utilitzar per a materials com la fusta i algunes ceràmiques, que no es troben en estat fos i és poc probable que permetin que el vapor del material es recombini. A més, aquests materials solen aconseguir un tall més espès. En el tall per gasificació per làser, l'enfocament òptim del feix depèn del gruix del material i de la qualitat del feix. La potència del làser i la calor de vaporització només tenen un efecte determinat sobre la posició focal òptima. La velocitat màxima de tall és inversament proporcional a la temperatura de gasificació del material quan es fixa el gruix de la placa. La densitat de potència del làser necessària és superior a 108 W / cm2 i depèn del material, la profunditat de tall i la posició de focus del feix. En el cas d’un cert gruix de la placa, suposant que hi ha prou potència làser, la velocitat màxima de tall està limitada per la velocitat del raig de gas.

3. Tall de fractures controlades

Per als materials fràgils fàcilment danyables per la calor, el tall d'alta velocitat i controlable mitjançant escalfament per feix làser s'anomena tall de fractura controlat. El contingut principal d’aquest procés de tall és: el feix làser escalfa una petita àrea de material fràgil, cosa que provoca un gran gradient tèrmic i una greu deformació mecànica en aquesta zona, que provoca la formació d’esquerdes en el material. Mentre es mantingui el gradient uniforme de calefacció, el feix làser pot guiar la generació d'esquerdes en qualsevol direcció desitjada.

4. Tall de fusió d’oxidació (tall per flama làser)

Generalment, el gas inert s’utilitza per fondre i tallar. Si s’utilitza oxigen o un altre gas actiu, el material s’encendrà sota la irradiació del feix làser i es generarà una altra font de calor a causa de la intensa reacció química amb l’oxigen per escalfar encara més el material, que s’anomena fusió i tall d’oxidació. .

A causa d’aquest efecte, la velocitat de tall de l’acer estructural amb el mateix gruix pot ser superior a la del tall de fusió. D'altra banda, la qualitat de la incisió pot ser pitjor que la del tall de fosa. De fet, produirà escletxes més amples, rugositat evident, augment de la zona afectada per la calor i pitjor qualitat de la vora. El tall per flama làser no és bo per mecanitzar models de precisió i cantonades esmolades (hi ha el perill de cremar-les). Els làsers en mode de pols es poden utilitzar per limitar els efectes tèrmics i la potència del làser determina la velocitat de tall. En el cas d’una certa potència làser, el factor limitant és el subministrament d’oxigen i la conductivitat tèrmica del material.


Hora de publicació: 21 de desembre de 2020