Qalin po'latni lazer bilan kesish: Jarayon oynalari va nurlanish sifati talablari

10 mm dan pastda aksariyat voloknali lazer muammolari parametrlarga bog'liq muammolardir. Taxminan 16 mm dan yuqorida esa ular fizika muammolariga aylanadi.

Bu chegara nuqtasida uchta omil bir vaqtda o'zgaradi:

• Chuqur kanal kesimi: Kesim chuqur kanalga aylanadi, bu yerda yordamchi gaz kesimning pastki qismiga yetib bora olmaydi.

• Nur tarqalishi: Reyley uzunligi ta'siri va nurning tarqalishi nufuziy fokus nuqtasini sirtning 20 mm pastida sezilarli darajada kattalashtiradi.

• Teshish xavflari: Qisqartirish — kesish emas — detallarni, nozullarni va himoya linzalarini chiqarib yuborish ehtimoli eng yuqori bo'lgan operatsiya hisoblanadi.

Ushbu qo'llanma 16–30 mm karbonli po'lat va yuqori mustahkamlikdagi plastinkalarni kesishni o'rganadi; shuningdek, nurlanish parametrlari ko'paytmasi (BPP) chegaralari, zoom optikasi, bosqichma-bosqich qisqartirish, kislorod dinamikasi, kesimning egilishini boshqarish va qoldiq hosil bo'lishini oldini olish muammolari ham qamrab oladi.

Fokuslangan lazer nuri silindir emas, balki konus shaklidir. 25 mm kesim chuqurligidagi quvvat zichligi uning yuqori qismidagiga nisbatan ancha past bo'ladi va suyuq metallni chiqarib yuborish uchun u ancha uzoq masofani bosib o'tishi kerak. Kichik nuqta o'lchami, yuqori kesish tezligi va aniq fokus — bu ingichka varaqda yaxshi ishlaydi, lekin bu yerda aynan sizga qarshi ishlaydi.

3 mm qalinlikdagi varaqda yordamchi gaz kesish zonasiga darhol yetib keladi. 25 mm li plitada gaz erigan devorlarga ega va kengligi ko'pincha 1,0 mm dan kam bo'lgan tor kanal orqali pastga harakatlanishi kerak. Nozulning statik bosimi sizga pastki qismdagi dinamik bosim haqida juda kam ma'lumot beradi; ko'plab "yetarli lazer quvvati yo'q" shikoyatlari aslida gaz dinamikasi muammolari hisoblanadi.

20 mm da tomoniga 0,3 mm lik konus shakli o'lchov xatosini 1,5% ni tashkil qiladi va sifat nazorati bu xatoni darhol aniqlaydi. 3 mm da esa shu xato deyarli sezilmaydi.

Nurlanish parametrlari ko'paytmasi (BPP) — bu yarmi tarqoqlik burchagi va tirqish radiusining ko'paytmasi (mm·mrad birliklarda o'lchanadi). U lazer nuri qanchalik zich fokuslanishi va qanchalik tez tarqoqligini belgilaydi. Boshqa qandaydir to'g'ridan-to'g'ri lazer quvvati emas, balki BPP ni oddiygina quvvat modullarini qo'shish orqali yaxshilab bo'lmaydi.

1 µm li tolali manba uchun nazariy diffraqsiya chegarasi taxminan 0,34 mm·mrad atrofida. Amaliy sanoat manbalari keng doirada farq qiladi:

• Yuqori yorqinlikdagi yagona rejimli manbalar: taxminan 0.3–1.5 mm·mrad

• Standart ko‘p rejimli kesish manbalari: taxminan 2.0–6.0 mm·mrad

• Eski avlod yuqori quvvatli manbalar: 8.0 mm·mrad va undan yuqori

Dog‘aning o‘lchami va Reyli uzunligi (fokuslanish chuqurligi) BPP orqali o‘zaro bog‘langan. Doimiy BPP da dog‘aning diametri ikki baravar kamayganda, Reyli uzunligi to‘rt baravar qisqaradi. 4 mm li oddiy po‘latni kesish uchun mos keladigan 0.15 mm lik dog‘ 25 mm li plastinka qalinligining uchdan bir qismida kesishga noqulay holatga keladi.

Qalin qatlamlarni kesish uchun foydali fokus chuqurligi uzun bo‘lgan kattaroq dog‘ talab qilinadi; bu esa yuqori sifatli nurlanishni (past BPP ni) talab qiladi. Bir xil 20 kW quvvatga ega ikkita uskuna faqat nurlanish sifati (BPP) farqidan kelib chiqib, kesish qilinadigan maksimal qalinlikda 100% farq qilishi mumkin.

Xaridor uchun maslahat: "20 kW" — to‘liq spetsifikatsiya emas. Har doim chiqish BPP si, tolali yorug‘lik tarmog‘ining yadrosi diametri hamda haqiqiy kesish boshlig‘i orqali yetkaziladigan dog‘ o‘lchamini so‘rang.

Quyidagi jadval struktural karbon po'latini (nazariy kesish chegaralari emas) kislorod bilan kesish uchun amaliy muhandislik doirasini taqdim etadi:

Eslatma: Tezliklar — kislorod bilan ishlayotgan yumshoq po'lat uchun ko'rsatkichdir. Yetkazib beruvchilarning "maksimal qalinlik" spetsifikatsiyalari ko'pincha kesish (plitalarni ajratish) ni, balki chizishga mos qirrali sifatni emas ifodalaydi.

S690/S700 kabi darajalar hamda quenchlangan va temperlangan yonishga chidamli plitalar (400–500 HB) ikkita aniq tijorat xavfini keltirib chiqaradi:

1. Issiqligi ta'sir qilgan zona (ITQZ) yumshatilishi: Kislorod kesish usuli issiqlikda qayta ishlangan qotishmalarga yuqori issiqlik kiritadi va bu ITQZ ni yumshatib, chizish qattikligi me'yorida pastga tushirishi mumkin.

2. Qirg'oq troshkalari: Qalin, yuqori mustahkamlikdagi plastinkalarni issiq holda kesganda va keyinchalik stressni yo'qotishsiz shakllantirganda, qirralarda troshin hosil bo'lish xavfi oshadi.

Qattiklikka nisbatan muhim qirralar uchun kislorodga nisbatan azot yoki yuqori bosimli havo bilan kesish, tezlikni pasaytirish orqali ko'pincha afzal muhandislik tanlovi hisoblanadi.

Yaqinlashtirish kesish boshlig'i motorli kollimator optikasini ichiga oladi, bu esa nurlanishni fokusslovchi linza bilan to'qnashishdan oldin nurning kengayish nisbatini sozlaydi. Bu spot o'lchamini va fokus chuqurligini fizik linzalarni almashtirmasdan dinamik ravishda sozlash imkonini beradi.

• 20 mm va undan yuqori qalinlikdagi plastinkalardagi konturlar: Fokus chuqurligini uzaytirish uchun spot o'lchamini kengaytiring, maksimal intensivlikni kamaytirib, tekisroq va kamroq konusli kesish devorini yaratish uchun.

• Teshish protseduralari: Cho'ntak o'lchamini kengaytiring, cho'ntakdagi maksimal intensivlikni kamaytiring va portlashga olib keladigan suyuq metallning qaytishini oldini oling; zoom sozlamalarini quvvatni bosqichma-bosqich oshirish bilan dinamik ravishda moslang.

• Kichik teshik shakli: Sub-qalinlikdagi teshiklarni kesish uchun cho'ntak o'lchamini kamaytiring; boshlang'ich teshishda esa cho'ntak profilini kengaytirish orqali portlashni oldini oling.

Boshqaruvchi talabi: Sizning CNC boshqaruvchingiz qatlam ichidagi cho'ntak o'lchamini o'zgartirishni qo'llab-quvvatlashi kerak. Faqat qatlamga moslashtiriladigan zoom boshlar 25 mm dan yuqori qalinlikdagi plastinada foydali ishlash qobiliyatini deyarli yo'qotadi.

25 mm li plastinani to'liq quvvatda, statik kislorod bilan teshish portlashga sabab bo'ladi: suyuq metall va temir oksidi yuqoriga chiqib, nozulga qo'rqituvchi qoldiqlarni qo'ndiradi va himoya qopqoqlarining siljishini buzadi.

Bosqichma-bosqich teshish bu xavfni ko'p bosqichli ketma-ketlik orqali bartaraf etadi:

1. Yuqori defokusda boshlanish: Boshlang'ich issiqlik energiyasini tarqatish uchun plastinka sirtidan yuqorida fokus sozlanganda ko'tarilgan teshish balandligi.

2. Pulsatsion kalitli teshish boshlanishi: Nazoratsiz eksotermik reaksiyani boshlamasdan eritishni boshlash uchun past ish sikli bilan yuqori zirvali quvvat.

3. Pastga qadam-qadam bajarish: Fokus pasayib ketayotganda, quvvat/ishtirok darajasi 3 dan 6 gacha bo'lgan alohida qadamlarda asta-sekin oshiriladi va teshik chuqurlashadi.

4. Pastki qismda to'xtash: Kamaytirilgan quvvatda to'xtash teshishni yakunlaydi va suyuq poydevor tozalanishiga imkon beradi.

5. Kesishga o'tish: O'q harakati boshlanishidan oldin bosim, fokus va quvvat kesish parametrlariga uzluksiz o'tadi.

Yuzlab qalin plastinkalarni kesishni talab qiladigan detallarda kesish vaqti umumiy ishlov berish xarajatlarini belgilaydi. Jihozni sotib olishdan oldin "kesish sikli samaradorligini" toza lazer quvvati bilan birga baholang.

Kislorodli lazer kesish toza mexanik kinetik chiqarish o'rniga temirning ekzotermik oksidlanishiga tayanadi. Ortiqcha gaz bosimi suyuq chegaraviy qatlamni buzadi, reaksiya zonasini sovutadi va keng, chuqur, ortiqcha oksidlangan kesim hosil qiladi.

Qalin plastinka uchun past oqim tezligida yuqori hajmli oqim talab qilinadi. O'rta bosimda kattaroq nozul diametrlari turbulentsiyasiz chuqur kanalga gaz yetkazadi. 20–30 mm materialda bitta qatlamli nozullar (1,2–2,5 mm) 0,6–1,5 bar bosimda ishlash standart ishlaydigan soha hisoblanadi.

• Optimal tezlikdan pastda: Kesim qismi qizib ketadi, shu sababli og'ir oksidlanish va yuqori oksidlanishli, gumbazsimon, yuqori oksidlanishli qoldiq hosil bo'ladi.

• Optimal tezlikdan yuqorida: Nurlanish oksidlanish reaksiyasidan oldinroq harakatlanadi, natijada pastki chetda mayda, juda yopishqoq, yuqori tezlikdagi qoldiq qoladi.

25 mm li plastinka uchun foydali tezlik doirasini nominal tezlikning ±20% dan pastga tushishi mumkin. Bitta umumiy tezlik o'rniga, shaklga mos ravishda sozlanadigan tezlikni qo'llang. Burilish joylaridagi qoldiq deyarli faqat tezlikni pasaytirish va quvvat/gaz sozlamalarini o'zgartirmaslik natijasida hosil bo'ladi.

Gaz tozaligi 99,5% dan past bo'lganda kesish tezligi darhol pasayadi va og'ir qoldiq hosil bo'ladi. Har doim gaz tozaligini va dinamik bosimni to'liq oqim davomida kesish boshligi kirishida o'lchang.

• Sabab: Tabiiy kislorod reaksiyasi geometriyasi, bu yerda gaz yangiligi yuqorida eng yuqori darajada.

• Yechim: Fokus nuqtasini biroz chuqurroq material ichiga siljiting; vertikal quvvat zichligini tenglashtirish uchun dog' hajmini kengayting; nozul markaziligini tekshiring.

• Sabab: Juda chuqur fokuslash va ortiqcha yordamchi gaz bosimi yoki kichik nozul diametri.

• Yechim: Fokus o'rnini ko'taring; gaz bosimini pasayting; nozul teshigining o'lchamini oshiring.

• Sabab: Birlik uzunlikka ortiqcha issiqlik kiritish (ortiqcha yonish).

• Yechim: Kesish tezligini oshiring, lazer quvvatini kamaytiring yoki kislorod bosimini sozlang.

• Sabab: Nur oksidlanish chegarasidan oldin ketayotgan bo'lishi.

• Yechim: Kesish tezligini kamaytiring yoki fokuslash pozitsiyasini pastga tushuring. Yuqori tezlikdagi qoldiqni yomonlashtirgani uchun gaz bosimini ko'tarmang.

16–30 mm qalinlikdagi materiallarni qayta ishlash uchun yuqori quvvatli volframli lazer uskunalarni baholaganda quyidagilarni ta'minlovchilardan talab qiling:

• Chiqishda yetkazilgan BPP va boshlik orqali ishlov berilayotgan detaldagi haqiqiy dog' hajmi.

• Optik zoom nisbati va dinamik qatlam ichidagi nuqtaviy o'lchamni sozlash imkoniyati.

• Hujjatda ko'rsatilgan maksimal progressiv teshish qalinligi (faqat kesish qalinligi emas).

• 20–30 mm da hisoblangan kislorod iste'mol tezligi (m³/soat) va shu bilan bog'liq operatsion xarajat.

• Sizning aniq po'lat darajangizdan foydalangan holda joyda kesish namunalari, burilish burchagi o'lchanadi va standart yoritishda qoldiq fotosuratga olinadi.

Qalin plastinkalarni kesish qobiliyati buyurtma berilishidan oldin qaror qilinadi — bu nurlanish sifati, teshish qobiliyati va gaz dinamikasi asosida amalga oshiriladi.

Agar siz 16–30 mm li konstruksion po'lat yoki ishqalanishga chidamli plastinkalar uchun uskunani belgilamoqchi bo'lsangiz, qalinlik talablaringizni, material darajalari va noaniqlik spetsifikatsiyalarini taqdim eting. Bizning ilg'or dasturiy ta'minot muhandislari jamoasi sizga moslashtirilgan quvvat/BPP tavsiyasi, progressiv teshish tartibi va yetkazib berishdan oldin zavodda namuna sinovlarini taqdim etadi.

[Qalin plastinka ilova baholashini so'rang] →Muhandislik baholash uchun plastinka qalinligi, material darajasi, minimal teshik diametrlari va chet tolereansi talablari kiritiladi.