1. Appareil spécial
Afin de réduire le changement de taille du point focal provoqué par le changement de taille du faisceau pré-focal, le fabricant du système de découpe laser propose aux utilisateurs des dispositifs spéciaux :
(1) Collimateur.Il s'agit d'une méthode courante, c'est-à-dire qu'un collimateur est ajouté à l'extrémité de sortie du laser CO2 pour le traitement d'expansion.Après expansion, le diamètre du faisceau devient plus grand et l'angle de divergence devient plus petit, de sorte que la taille du faisceau avant la focalisation à l'extrémité proche et à l'extrémité éloignée est proche de la même dans la plage de travail de coupe.
(2) Un axe inférieur indépendant de la lentille mobile est ajouté à la tête de coupe, qui est constituée de deux parties indépendantes, l'axe Z contrôlant la distance entre la buse et la surface du matériau.Lorsque la table de travail de la machine-outil se déplace ou que l'axe optique se déplace, l'axe F du faisceau se déplace simultanément de l'extrémité proche à l'extrémité éloignée, de sorte que le diamètre du point reste le même dans toute la zone de traitement après le le faisceau est focalisé.
(3) Contrôlez la pression de l'eau de la lentille de mise au point (généralement un système de mise au point à réflexion métallique).Si la taille du faisceau avant la focalisation devient plus petite et que le diamètre de la tache focale devient plus grand, la pression de l'eau est automatiquement contrôlée pour modifier la courbure de focalisation afin de réduire le diamètre de la tache focale.
(4) Le système de compensation du chemin optique dans les directions X et Y est ajouté à la machine de découpe du chemin optique volant.C'est-à-dire que lorsque le trajet optique de l'extrémité distale de la coupe augmente, le trajet optique de compensation est raccourci ;Au contraire, lorsque le chemin optique à proximité de l'extrémité de coupe est réduit, le chemin optique de compensation est augmenté pour maintenir la longueur du chemin optique constante.
2. Technologie de découpe et de perforation
Tout type de technologie de découpe thermique, à l'exception de quelques cas pouvant partir du bord de la plaque, il faut généralement percer un petit trou sur la plaque.Auparavant, dans la machine à estamper au laser, un trou était percé avec un poinçon, puis découpé dans le petit trou avec un laser.Pour les machines de découpe laser sans dispositif d'emboutissage, il existe deux méthodes de perforation de base :
(1) Forage par explosion : une fois le matériau irradié par un laser continu, une fosse est formée au centre, puis le matériau fondu est rapidement éliminé par le flux d'oxygène coaxial au faisceau laser pour former un trou.Généralement, la taille du trou est liée à l’épaisseur de la plaque.Le diamètre moyen du trou de dynamitage est la moitié de l’épaisseur de la plaque.Par conséquent, le diamètre du trou de soufflage de la plaque la plus épaisse est grand et non rond.Il ne convient pas pour être utilisé sur les pièces ayant des exigences plus élevées (telles que les tuyaux de joint de filtre à huile), mais uniquement sur les déchets.De plus, comme la pression d’oxygène utilisée pour la perforation est la même que celle utilisée pour la découpe, les éclaboussures sont importantes.
De plus, la perforation par impulsion nécessite également un système de contrôle du trajet du gaz plus fiable pour réaliser la commutation du type de gaz et de la pression du gaz ainsi que le contrôle du temps de perforation.Dans le cas de la perforation par impulsion, afin d'obtenir une incision de haute qualité, il convient de prêter attention à la technologie de transition de la perforation par impulsion lorsque la pièce est stationnaire à la coupe continue à vitesse constante de la pièce.Théoriquement, les conditions de coupe de la section d'accélération peuvent généralement être modifiées, telles que la distance focale, la position de la buse, la pression du gaz, etc., mais en fait, il est peu probable que les conditions ci-dessus soient modifiées en raison du court laps de temps.
3. Conception des buses et technologie de contrôle du débit d'air
Lors de la découpe laser de l'acier, de l'oxygène et un faisceau laser focalisé sont projetés sur le matériau coupé à travers la buse, de manière à former un faisceau de flux d'air.L'exigence de base en matière de flux d'air est que le flux d'air dans l'incision soit important et que la vitesse soit élevée, de sorte qu'une oxydation suffisante puisse permettre au matériau d'incision de conduire pleinement une réaction exothermique ;En même temps, il y a suffisamment d’élan pour pulvériser et souffler le matériau fondu.Par conséquent, en plus de la qualité du faisceau et de son contrôle affectant directement la qualité de coupe, la conception de la buse et le contrôle du flux d'air (comme la pression de la buse, la position de la pièce dans le flux d'air, etc. ) sont également des facteurs très importants.La buse de découpe laser adopte une structure simple, c'est-à-dire un trou conique avec un petit trou circulaire à l'extrémité.Des expériences et des méthodes d’erreur sont généralement utilisées pour la conception.
Étant donné que la buse est généralement en cuivre rouge et a un petit volume, elle constitue une pièce vulnérable et doit être remplacée fréquemment, de sorte que le calcul et l'analyse hydrodynamiques ne sont pas effectués.Lors de l'utilisation, le gaz avec une certaine pression PN (pression manométrique PG) est introduit du côté de la buse, appelée pression de la buse.Il est éjecté de la sortie de la buse et atteint la surface de la pièce sur une certaine distance.Sa pression est appelée pression de coupe PC, et finalement le gaz se dilate jusqu'à la pression atmosphérique PA.Les travaux de recherche montrent qu'avec l'augmentation de PN, la vitesse d'écoulement augmente et PC augmente également.
La formule suivante peut être utilisée pour calculer : v = 8,2d2 (PG + 1) V - débit de gaz L / mind - diamètre de la buse MMPg - pression de la buse (pression manométrique) bar
Il existe différents seuils de pression pour différents gaz.Lorsque la pression de la buse dépasse cette valeur, le flux de gaz est une onde de choc oblique normale et la vitesse du flux de gaz passe de subsonique à supersonique.Ce seuil est lié au rapport PN et PA et au degré de liberté (n) des molécules de gaz : par exemple, n = 5 de l'oxygène et de l'air, donc son seuil PN = 1bar × (1,2)3,5=1,89bar. la pression de la buse est plus élevée, PN/PA = (1 + 1/N) 1 + n/2 (PN ; 4bar), le débit d'air est normal, le joint choc oblique devient choc positif, la pression de coupe PC diminue, l'air la vitesse d'écoulement diminue et des courants de Foucault se forment sur la surface de la pièce, ce qui affaiblit le rôle du flux d'air dans l'élimination des matériaux en fusion et affecte la vitesse de coupe.Par conséquent, la buse avec un trou conique et un petit trou rond à l’extrémité est adoptée, et la pression de l’oxygène dans la buse est souvent inférieure à 3 bars.
Heure de publication : 26 février 2022
