Fokālā garuma un muteņa augstuma ietekmes attiecība pret griešanas efektu

Lāzergriešanas procesos fokusa attālums un muteļa augstums ir divi savstarpēji saistīti galvenie procesa parametri. Tie tieši ietekmē lāzera enerģijas sadalījumu, kūslošanas stabilitāti, palīggāzes darbību un galīgo griešanas kvalitāti. Fokālās pozīcijas un muteļa augstuma pareiza sakļogošana ir pamatnosacījums, lai nodrošinātu griešanas stabilitāti un griezuma malas kvalitāti.

I. Fokusa attāluma pamatdefinīcija un funkcija

Fokusa garums attiecas uz attālumu starp fokusējošo lēcu un to pozīciju, kur lāzera stars pēc optiskās sistēmas iziet minimālu punktu. Griešanas procesos fokusa pozīcija parasti tiek atsaukta uz darba virsmas kā nullpunkts un var tikt klasificēta kā pozitīva fokuss, nulles fokuss un negatīva fokuss.

Fokusa pozīcija nosaka lāzera enerģijas blīvuma sadalījumu materiāla virsmā vai iekšienē, tieši ietekmējot šādus aspektus:

Sākotnējā kušanas spēja

Kušanas baseina dziļums un morfoloģija

Griezuma platums un koniskums

Termiski ietekmētās zonas izmērs

Pārmērīga novirze fokusa pozīcijā var izraisīt nepietiekamu vai nevienmērīgu enerģijas blīvumu, kas noved pie nepilnīgas griešanas, šlakas pielipšanas vai raupjiem griezuma virsmas apstākļiem.

II. Sprosta augstuma pamatdefinīcija un funkcija

Smaržas augstums attiecas uz vertikālo attālumu starp smaržas galu un apstrādājamās detaļas virsmu un parasti tiek regulēts reālā laikā, izmantojot augstuma detekcijas sistēmu. Smaržas augstuma galvenā funkcija ir palīggāzes plūsmas nosacījumu un gaisa plūsmas stabilitātes nodrošināšana griešanas zonā.

Piemērots smaržas augstums var:

Nodrošināt stabilu, assimetrisku palīggāzes plūsmu

Uzlabot kausētā metāla noņemšanas efektivitāti

Samazināt šlakas atlikumus griezuma iekšpusē

Minimizēt šķēlumu ietekmi uz optisko sistēmu

Ja smaržas augstums ir pārāk liels, gāzes plūsma izkliedējas un šlakas noņemšanas spēja samazinās. Ja smaržas augstums ir pārāk mazs, tas var izraisīt smaržas sadursmi, šķēlumu pielipšanu un gaisa plūsmas haosu.

III. Fokusa attāluma un smaržas augstuma savstarpējā saistība

Fokusa attālums un smaržas augstums nav neatkarīgi parametri. Reālajos griešanas procesos starp tiem pastāv skaidra savstarpējā saistība.

Ietekme, ko fokusa pozīcijas izmaiņas atstāj uz optimālo smaržas augstumu

Kad fokusa pozīcija pārvietojas uz leju (dziļāka negatīva fokusēšana), kausējumtaura iekļaujas dziļāk materiālā. Šajā gadījumā parasti ir nepieciešams atbilstoši samazināt sprauslas augstumu, lai pastiprinātu palīggāzes tiešo ietekmi uz kausēto metālu.

Sprauslas augstuma izmaiņu ietekme uz fokusa enerģijas izmantošanu

Sprauslas augstuma izmaiņas ietekmē gāzes spiediena sadalījumu, netieši mainot kausējumtauras morfoloģiju un lāzera–materiāla mijiedarbības zonu, tādējādi ietekmējot fokusa enerģijas efektīvu izmantošanu.

Parametru saskaņošanas ietekme uz griešanas stabilitāti

Nepareiza fokusa attāluma un sprauslas augstuma saskaņošana var viegli izraisīt kausējumtauras nestabilitāti griešanas laikā, kas var izpausties kā periodiskas griezuma svītras, šlakas pielipšana apakšdaļā vai griešanas pārtraukumi.

IV. Parametru saskaņošanas raksturlielumi dažādos materiālu apstākļos
Plānslāņa griešana

Parasti tiek izmantots gandrīz nulles fokuss vai neliels pozitīvs fokuss kombinācijā ar mazu muteņa augstumu, lai sasniegtu šauru griezumu un augstu griešanas ātrumu.

Vidēja un bieza plātnes griešana

Parasti tiek izmantota negatīvā fokusa griešana ar samazinātu muteņa augstumu, lai palielinātu kausētās masas dziļumu un palīggāzes šlakas noņemšanas spēju.

Augstas atstarošanas materiālu griešana

Ir nepieciešams precīzi kontrolēt fokusa pozīciju, vienlaikus uzturot stabila muteņa augstumu, lai novērstu enerģijas svārstības un samazinātu risku no atpakaļ atstarojuma.

V. Bieži sastopami griešanas defekti un parametru korelācija

Nepilnīga griešana: fokusa pozīcija pārāk augsta vai muteņa augstums pārāk liels

Šlakas pielipšana apakšā: nepietiekams negatīvais fokuss vai pārmērīgs muteņa augstums

Pārmērīgs griezuma platums: pārāk pozitīvs fokuss vai muteņa augstums pārāk zems

Rupja griezuma virsma: nepareiza fokusa attāluma un muteņa augstuma sakritība, rezultātā gāzes plūsmas un kausētās masas mijiedarbība ir nestabila

VI. Procesa optimizācijas ieteikumi

Fokusa attāluma regulēšana galvenokārt jāveic, pamatojoties uz materiāla biezumu

Caurules augstums jāsaglabā iespējami tuvu apstrādājamajam materiālam, nodrošinot darbības drošību

Parametru regulēšanas laikā fokusa attālumam un caurules augstumam jānotiek vienlaikus, nevis neatkarīgi

Izmantojot parauga griešanu, jānovēro griezuma forma un griešanas virsmas kvalitāte, lai pakāpeniski noteikt optimālo parametru kombināciju

Fokusa attālums un caurules augstums ir galvenie parametri lāzergriešanā, kas savstarpēji ierobežo un ietekmē viens otru. Pareiza to sakļavošanas rezultātā tiek tieši noteikta lāzera enerģijas izmantošanas efektivitāte, kūslošanas peldzes stabilitāte un griešanas kvalitāte. Praktiskās lietošanā fokusa attālumam un caurules augstumam jānotiek sistēmiskai regulēšanai atbilstoši materiāla tipam, biezumam un procesa mērķiem, lai sasniegt stabilitāti un atkārtojamu griešanas rezultātu.