EN
Sənaye Lazer Kəsmənin Arxasındakı Texnologiya
A lazer Kəsici bu, müasir sənaye sistemlərində adətən fiber lazer mənbəyindən alınan intensivləşdirilmiş işıq şüasını yaradır və bu şüa enerjini 50–100 mikron diametrli nöqtəyə toplayır. Bu fokus nöqtəsində güc sıxlığı təxminən 1–10 MW/sm²-ə çatır ki, bu da şüa ilə təmasdan mikrosaniyələr ərzində metalı əritmək və ya buxarlaşdırmaq üçün kifayət qədərdir. Kəsmə prosesi köməkçi qazlardan istifadə edir — zəif polad üçün oksigen, hansı ki, ekzotermik reaksiya başladaraq effektiv kəsmə sürətini iki dəfə artırır; paslanmayan polad və alüminium üçün isə azot, hansı ki, oksidləşmə olmadan ərimiş materialı çıxarır.
İstehsalat kəsmə tətbiqlərinin əksəriyyətində lif lazer mənbələri CO2 lazerlərini əvəz etdi, çünki giriş elektrik gücünün təxminən 30 ~ 40% -ni CO2 mənbələri üçün 10 ~ 15% -ə nisbətən lazer çıxışına çevirirlər. Daha yüksək səmərəlilik elektrik istehlakını azaldır və lazer qaz qarışığı helium, azot, CO2 aradan qaldırır. Dayanıqlıq qaz idarəetməsindən və güzgü düzəldilməsindən, adətən 50.000-100.000 iş saatından sonra, nadir hallarda diod modulun əvəz edilməsinə keçirilir.
Bir qazıcı komponentləri istehsal edən tikinti avadanlığı istehsalçısı, lif mənbəyinin daha yüksək kəsmə sürətinin 610mm yumşaq polad üzərində təxminən 4060% daha sürətli olduğunu hesabladıqdan sonra CO2-dən lif lazerinə yüksəltdi. Lazer qaz doldurmağın aradan qaldırılması illik istehlak xərclərində 12 min dollar qənaət etdi.
Material qabiliyyət spektrində
Dəmir metal kəsmə qabiliyyəti
Bir lif lazer Kəsici 1–3 kVt güc ilə işləyən sistem oksigen köməkçi qazından istifadə edərək 12–16 mm qalınlığa qədər yüngül poladı təmiz, kvadrat kənarla kəsir; bu kənarlar artıq emal tələb etmədən qaynaqlanma üçün uyğundur. Oksigen erimiş poladla ekzotermik reaksiyaya girərək kəsilmə enerjisinin təxminən 60%-ni təmin edir və eyni gücdə azotla kömək olunaraq kəsilən zamanın müqayisəsində kəsilmə sürətini təxminən iki dəfə artırır.
Paslanmayan poladın kəsilməsi zamanı kəsilmə kənarında oksidləşməni qarşısını almaq üçün azot köməkçi qazı istifadə olunur; bu, korroziyaya qarşı müqavimət təmin edən xrom oksid passiv təbəqəsini saxlayır. 3 kVt güc ilə paslanmayan poladın azotla kəsilməsi adətən 8–10 mm qalınlığa qədər təmiz kəsilmələr verir və parlaq, oksid olmayan kənar əldə olunur ki, bu da kəsildikdən sonra təmizləmə tələb etmir.
Karbon poladının kəsmə qalınlığı, lazer gücü təxminən 6kW-ə qədər olan lazer gücü ilə demək olar ki, xətti olaraq ölçeklənir, bundan sonra köməkçi qazın daha qalın bir kənardan əridilmiş materialı səmərəli şəkildə çıxarmaya bilməməsi səbəbindən münasibət düzəlir. İstehsal şəraitində karbon poladının lif lazer kəsici üçün praktik maksimum qalınlıq təxminən 2530mm 1215kW-dədir.
Dəmirsiz metallar üçün nəzərdə tutulanlar
Alüminium iki çətinlik yaradır: yüksək istilik keçiriciliyi kəsici zonadan istiliyi sürətlə aparır və lif lazer dalğa uzunluğunda (təxminən 1070nm) yüksək əks etdirmə şüa enerjisini optik sistemə əks etdirə bilər. Müasir lif lazerlərində əks olunan enerjini izləyən və avtomatik olaraq gücünü azaltan və ya şüaları kəsən geri əks qoruma var.
Fiber laser dalğalarında mis və latunun kəsilməsi, əks etdirən materiallar üçün optimallaşdırılmış şüa keyfiyyətinə malik sistemlərdə mümkündür. Əsas parametr şüa parametri hasili (BPP) — yəni fokuslanma qabiliyyəti ölçüsüdür; daha aşağı BPP dəyərləri misin istilik keçiriciliyini aradan qaldırmaq üçün lazım olan güc sıxlığını əldə etməyə imkan verir. 3 kVt gücündə sistemlərdə BPP 2 mm·mrad-dən aşağı olduqda 4–6 mm-ə qədər mis kəsilə bilər.
Kəsilmə keyfiyyəti parametrləri
Kəsik eni və ölçüsün dəqiqliyi
Kəsik — lazımi materialın lazer şüası tərəfindən çıxarıldığı hissə — adətən materialın qalınlığına, lazer gücünə və fokusa yerləşməsinə görə 0,15–0,5 mm arasında dəyişir. Kəsik eni minimal daxili xüsusiyyətin ölçüsünü müəyyən edir: kəsik eninin təxminən 1,5 dəfəsi qədər dar bir çuxur kəsilməz, çünki şüa materialı hər iki tərəfdən çıxararaq iki paralel kənar əvəzinə tək bir kəsik əmələ gətirir.
Müasir lif laser kəsici maşınlarda ölçüsüz dəqiqlik incə materiallar üçün (1–3 mm) ±0,05–0,1 mm, qalın materiallar üçün isə (6–12 mm) ±0,1–0,3 mm təşkil edir. Termiki deformasiya — yəni kəsim zamanı lövhənin genişlənməsi və daralması — isti təsir zonasının kəsilmə kənarından daha uzağa uzanması səbəbi ilə təxminən 10 mm-dən yuxarı qalınlıqda dəqiqliyə ən böyük məhdudiyyət yaradır.
Kənar keyfiyyəti və ikincili əməliyyatlar
Oksigen köməkçi qazı ilə kəsilmiş yumşaq poladın laser kəsilmə kənarlarında boyama və ya toz boyama əvvəl çıxarılmalı olan nazik oksid təbəqəsi əmələ gəlir. Azotla kəsilmiş paslanmayan polad və alüminiumun kənarları təmizləmədən boyama üçün hazır haldadır. Düzgün optimallaşdırılmış parametrlərdə kəsilmə kənarının qabarıqlığı (Rz) adətən 10–30 μm təşkil edir ki, bu da qaynaqdan əvvəl minimal hazırlıq tələb edən emal edilmiş səthlə müqayisə oluna bilər.
Isı təsir olunmuş zona (ITZ) — kəsim istiliyi səbəbilə material xassələrinin dəyişdiyi sahə — nazik materiallarda kəsim kənarından 0,1–0,3 mm, qalın hissələrdə isə 0,3–0,8 mm aralığında uzanır. Dar ITZ, plazma kəsmədə ITZ-in 2–4 mm-ə qədər uzana biləcəyi vəziyyətdə qalın hissələrin kəsildikdən sonra tələb olunan post-kəsmə istilik emalını minimuma endirir.
TEZ TEZ VERİLƏN SORĞULAR
3 kVt-lıq lif laser kəsicisi neçə millimetrik yumşaq poladı kəsə bilər?
3 kVt-lıq lif laser, oksigen köməkçi qazı ilə 12–16 mm-ə qədər, oksid-siz kənarlar üçün azotla 6–8 mm-ə qədər yumşaq poladı kəsə bilər. Kəsmə sürəti qalınlıqla eksponent olaraq azalır — 16 mm-lik material 0,6–0,8 m/dq sürətlə kəsilir, buna qarşı 3 mm-lik material 3–4 m/dq sürətlə kəsilir.
Sənaye kəsməsi üçün lif laseri CO₂ laseri ilə necə müqayisə olunur?
Fiber laserlər 2–3 dəfə daha yüksək elektrik səmərəliliyi (30–40% qarşı 10–15%), nazik və orta qalınlıqlı materiallarda daha sürətli kəsmə, lazer qaz istehlak edən maddələrinin aradan qaldırılması və daha aşağı texniki xidmət tələbləri təmin edir. CO₂ laserləri şüa udulma xüsusiyyətlərindən asılı olaraq 15 mm-dən çox qalınlıqlı materiallarda kəsilmə keyfiyyəti baxımından üstünlük qazanır.
Ağır poladın lazerlə kəsilməsi üçün ən yaxşı köməkçi qaz hansıdır?
99,95% və ya daha yuxarı təmizlik dərəcəsinə malik azot ağır poladda parlaq, oksidləşməyən kənarlar əmələ gətirir və kəsildikdən sonra təmizləmə tələb etmir. Oksigenlə kəsmə daha sürətlidir, lakin kənarların oksidləşməsinə səbəb olur və bu kənarlar qaynaq və ya örtük qoyulmadan əvvəl aradan qaldırılmalıdır. Rayman CNC lazer kəsici maşınları hər iki qaz üçün avtomatik qaz seçimi və təzyiq idarəetməsini dəstəkləyir.
Fiber lazer kəsicisi alüminium və mis kimi əks etdirən materialları emal edə bilərmi?
Bəli, geri-əks etdirilməni qoruyan sistemlərlə təchiz edilmiş müasir fiber laserlər 3 kW gücündə alüminiumu 12–16 mm, misi isə 4–6 mm qalınlığa qədər kəsə bilir. Şüa parametri hasilinin (BPP) 2 mm·mrad-dan aşağı olduğu sistemlər əks etdirən materiallar üçün daha yüksək güclü sıxlıq əldə edir.
Fiber laser kəsici nə tip texniki xidmət tələb edir?
Qoruyucu linzaların hər 200–500 saatda bir təmizlənməsi və ya dəyişdirilməsi, xətti istiqamətləndiricilərin həftəlik yağlanması, köməkçi qaz filtrinin aylıq dəyişdirilməsi və soyuducunun mayesinin illik dəyişdirilməsi. Fiber laser mənbələri adətən 50 000-dən artıq iş saatı ərzində diod modulunun xidmətini tələb etmir.
Laser ilə kəsilmiş detallar emal olunmuş komponentlərlə müqayisədə nə qədər dəqiqdir?
Laser kəsmə üsulu ±0,05–0,3 mm ölçüsündə dəqiqlik əldə etməyə imkan verir (materialdan asılı olaraq), bu da emal olmadan qaynaq üçün hazır detallar almaq üçün kifayətdir. Həqiqi emal dəqiqliyi (±0,01–0,02 mm) laser kəsmə üsulunun imkanlarından kənardır — belə dəqiqlik tələb edən detallar kəsmə üsulundan asılı olmayaraq kəsildikdən sonra emal edilməlidir.