Fookuskauguse ja duusi kõrguse mõju suhe lõikeefektile

Laserlõikamisprotsessides on fookuskaugus ja duusi kõrgus kaks omavahel seotud peamist protsessiparameetrit. Need mõjutavad otseselt laserenergia jaotust, sulamispargi stabiilsust, abigase toimet ja lõplikku lõikekvaliteeti. Fookusasendi ja duusi kõrguse õige sobitamine on oluline tingimus lõikamisstabiilsuse ja lõikeääre kvaliteedi tagamiseks.

I. Fookuskauguse põhialused definitsioon ja funktsioon

Fookuskaugus viitab kaugusele fokuseerivläätsi ja punkti vahel, kus laserikiir optilise süsteemi läbimisel moodustab minimaalse laigu. Lõikamisprotsessides viidakse tavaliselt fookusasendile tööpiece pinnast nullpunktina ja seda saab liigitada positiivseks, nulliks ja negatiivseks fokuseeringuks.

Fookusasend määrab laserenergia tihedusjaotuse materjali pinnal või materjali sees, millel on otsene mõju järgmistele aspektidele:

Esialgne sulamisvõime

Sulamispanga sügavus ja morfoloogia

Lõike laius ja kaldenurk

Soojusmõjutsoonide suurus

Liigne fookusasendi kõrvalekalle võib põhjustada ebapiisava või ebakindla energiatiheduse, mis viib lõikamata osade, slaggi kleepumise või ebakorrapäraste lõikepindade tekkenemiseni.

II. Pihusti kõrguse põhiamet ja funktsioon

Nozzli kõrgus viitab vertikaalsele kaugusele nozzli tipu ja töötleto pinnale ning tavaliselt reguleeritakse seda reaalajas kõrguse tunnistussüsteemi poolt. Nozzli peamine funktsioon seisneb abigasu voogu tingimustes ja õhuvoolu stabiilsuses lõikestsoonis.

Sobiv nozzli kõrgus võimaldab:

Tagada stabiilse, telgsümmeetrilise abigasu voolu

Parandada sulatud metalli eemaldamise efektiivsust

Vähendada sulgi jääki lõikestis

Minimeerida pritsimise mõju optilisele süsteemile

Kui nozzli kõrgus on liiga suur, siis gaasivool hajub ja sulgi eemaldamise võime väheneb. Kui nozzli kõrgus on liiga väike, võib see põhjustada nozzli kokkupuudet, pritsimise kleepumist ja gaasivoolu turbulentsi.

III. Fookusi pikkuse ja nozzli kõrguse vaheline sidusus

Fookusi pikkus ja nozzli kõrgus ei ole sõltumatud paramebrid. Tegelikus lõikamisprotsessis on nende vahel selge sidusus.

Fookusi asendi muutuse mõju optimaalsele nozzli kõrgusele

Kui fookuskaugus liigub allapoole (sügavam negatiivne fookus), ulatub sulamispool edasi materjali sisse. Sel juhul tuleb tavaliselt sobivalt vähendada duši kõrgust, et suurendada abi-ahju otsese mõju sulanud metallile.

Duši kõrguse muutuste mõju fokuseeritud energia kasutegurile

Duši kõrguse muutused mõjutavad gaasirõhu jaotust, muutes kaudselt sulamispoole morfoloogiat ja laser-materjal koostoimelise ala, millest tulenevalt mõjutatakse fokuseeritud energia efektiivset kasutamist.

Parameetrite sobitamise mõju lõikamisstabiilsusele

Ebapiisav fookuskauguse ja duši kõrguse sobitamine võib lõikamisel põhjustada sulamispoole ebastabiilsuse, mida võivad avaldada perioodilised lõikejoone ribad, põhja slaggi kleepumine või lõikamise katkemine.

IV. Parameetrite sobitamise omadused erinevates materjalitingimustes
Paksu plaatide lõikamine

Tavaliselt kasutatakse peaaegu nulli või veidi positiivset fokust koos väikese nozuulikukõrgusega, et saavutada kitsas lõige ja kõrge lõikekiirus.

Keskmise ja paksu plaatide lõikamine

Negatiivne fookuslõikamist kasutatakse laialdaselt, samas kui nozuulikukõrgus on suhteliselt madal, et suurendada sulamispargi sügavust ja abigasu slaiži eemaldamise võimet.

Kõrge peegeldusvõimega materjalide lõikamine

On vaja täpselt reguleerida fookusasendit, samal ajal hoides nozuulikukõrgust stabiilse, et vältida energiakõikumisi ja vähendada tagasipeegelduse ohtu.

V. Levinud lõikevigade ja parameetrite korrelatsioon

Lõikamata jäätud osa: fookusasend liiga kõrge või nozuulikukõrgus liiga suur

Põhja kleepuv slaiž: ebapiisav negatiivne fokus või liiga suur nozuulikukõrgus

Liiga lai lõikeava: liialt positiivne fokus või liiga madal nozuulikukõrgus

Rohke lõikepind: ebatõenäoline fookuskauguse ja nozuulikukõrguse sobivus, mis põhjustab ebastabiilse interaktsiooni gaasilise voolu ja sulamispargi vahel

VI. Protessioptimeerimise soovitused

Fookusekaugust tuleb määrata peamiselt materjali paksuse alusel

Dušši kõrgus tuleb hoida võimalikult lähedal tööpiece'ile, samal ajal tagades operatiivse ohutuse

Parameetrite seadistamisel tuleb fookusekaugust ja dušši kõrgust reguleerida samaaegselt, mitte eraldi

Proovilõiget tuleb kasutada lõikeava kuju ja lõikepinnakvaliteedi jälgimiseks, et järk-järgult kindlaks teha optimaalne parameetrite kombinatsioon

Fookusekaugus ja dušši kõrgus on laserlõikamise olulised parameetrid, mis vastastikku piiritlevad ja mõjutavad üksteist. Nende õige sobitamine määrab otseselt laserenergia kasutamise efektiivsuse, sulamispooli stabiilsuse ja lõikekvaliteedi. Praktilistes rakendustes tuleb fookusekaugust ja dušši kõrgust kohandada süsteemselt materjali tüübi, paksuse ja protsessieesmärkide alusel, et saavutada stabiilsed ja korduvad lõike tulemused.