Процес на рязане на алуминий и алуминиеви сплави с машина за лазерно рязане с влакна

Машината за лазерно рязане с оптични влакна може да обработва алуминий от цветни метали и алуминиева сплав

Цветните метали обикновено се отнасят до всички метали с изключение на желязото (и понякога манган и хром) и сплавите на основата на желязо. Алуминият и неговите сплави също са цветни метали. В металообработващата промишленост машините за лазерно рязане са обичайно оборудване за обработка. Машините за лазерно рязане с влакна могат да обработват алуминий и неговите сплави. Нека научим за лазерното рязане на алуминий и алуминиеви сплави.

Лазерно рязане на алуминий и неговите сплави:

Чистият алуминий е по-труден за рязане от металите на основата на желязо поради ниската му точка на топене, високата топлопроводимост и особено ниската му степен на абсорбция за CO2 лазери. Не само скоростта на рязане е ниска, но и долният ръб на рязане е предразположен към залепване на шлака и повърхността на рязане е грапава. Поради включването на други легирани елементи в алуминиевите сплави, абсорбцията на CO2 и лазерна светлина се увеличава в твърдо състояние, което го прави по-лесен за рязане от чист алуминий, с малко по-голяма дебелина и скорост на рязане. В момента рязането на алуминий и неговите сплави обикновено използва CO2 лазер, непрекъснат лазер или импулсен лазер.

CO2 газ непрекъснато лазерно рязане:

（1） Лазерна мощност.

Лазерната мощност, необходима за рязане на алуминий и неговите сплави, е по-голяма от тази, необходима за рязане на железни сплави. Лазер с мощност 1 kW може да реже промишлен чист алуминий с максимална дебелина около 2 милиметра и плочи от алуминиева сплав с максимална дебелина около 3 милиметра. Лазер с мощност 3 kW може да реже промишлен чист алуминий с максимална дебелина около 10 mm. Лазерът е с мощност 5,7 kw и може да реже промишлен чист алуминий с максимална дебелина около 12,7 mm и скорост на рязане до 80 cm/min.

(2) Типът и налягането на спомагателния газ.

При рязане на алуминий и неговите сплави видът и налягането на спомагателните газове оказват значително влияние върху скоростта на рязане, адхезията на режещата шлака и грапавостта на режещата повърхност.

Използвайки O2 като спомагателен газ, процесът на рязане е придружен от окислителна екзотермична реакция, която е от полза за подобряване на скоростта на рязане. Въпреки това, във вдлъбнатината се образува оксидна шлака с висока точка на топене и висок вискозитет, Al2O3. Когато шлаката тече в разреза, поради високото си съдържание на топлина, образуваната режеща повърхност става по-дебела поради вторичното топене. От друга страна, когато шлаката се изхвърля към дъното на среза, поради охлаждането на спомагателния въздушен поток и топлопроводимостта на детайла, вискозитетът допълнително се увеличава и течливостта става лоша, често образувайки лепкава шлака, която е трудно се отлепва от долната повърхност на детайла. За да направите това, налягането на газа трябва да се увеличи. В същото време режещата повърхност, получена при използване на CO2 като спомагателен газ, е сравнително грапава. Когато скоростта на рязане се доближи до максималната скорост на рязане, грапавостта на режещата повърхност се подобрява.

С N2 като спомагателен газ, тъй като N2 не реагира с основния метал по време на процеса на рязане, способността за пробиване на шлаката не е много добра и дори ако е окачена в долната част на среза, тя лесно се отстранява. Следователно, когато налягането на газа е по-голямо от 0,5 MPa, може да се получи рязане без шлака, но скоростта на рязане е по-ниска от тази на спомагателния газ. Напротив, връзката между грапавостта и скоростта на обръщане е основно линейна. Колкото по-малка е скоростта на оборот, толкова по-малка е грапавостта. В допълнение, съдържанието на легиращи елементи е ниско и грапавостта на режещата повърхност е голяма. Въпреки това, грапавостта на режещата повърхност на алуминиевите сплави с високо съдържание на легиращи елементи е малка.

При рязане на авиационни алуминиеви сплави се използва и двоен допълнителен въздушен поток. Това означава, че вътрешната дюза излъчва азот, а външната дюза излъчва кислороден поток, с газово налягане от 0.8M pa, може да се получи режеща повърхност без остатъци от лепило.

(3) Процес и параметри на рязане.

Основните технически проблеми при CO2 непрекъснатото лазерно рязане на алуминий и алуминиеви сплави са елиминирането на шлакови включвания и подобряването на грапавостта на повърхността на рязане. В допълнение към избора на подходящ спомагателен газ и скорост на рязане, могат да се вземат и следните мерки за предотвратяване на образуването на шлака.

1. Предварително нанесете слой противозалепващо средство на основата на графит върху гърба на алуминиевата плоча.

Филмът, използван за опаковане на плочи от алуминиева сплав, също може да предотврати залепването на шлаката.

Таблица 2-6 Референтни материали за CO 2 лазерно рязане на сплав A1CuMgmn.

Таблица 2-7 Параметри на CO 2 лазерно рязане за алуминиева сплав, алуминиево-цинкова медна сплав и алуминиево-силициева сплав.