Alumiinin ja alumiiniseoksen leikkausprosessi kuitulaserleikkauskoneella

Optinen kuitu laserleikkauskone voi käsitellä ei-rautametallia alumiinia ja alumiiniseosta

Ei-rautametallit tarkoittavat yleensä kaikkia metalleja paitsi rautaa (ja joskus mangaania ja kromia) ja rautapohjaisia ​​seoksia. Alumiini ja sen seokset ovat myös ei-rautametalleja. Metallinjalostusteollisuudessa laserleikkauskoneet ovat yleisiä työstölaitteita. Kuitulaserleikkauskoneet voivat käsitellä alumiinia ja sen seoksia. Opitaan alumiinin ja alumiiniseosten laserleikkauksesta.

Alumiinin ja sen seosten laserleikkaus:

Puhdasta alumiinia on vaikeampi leikata kuin rautapohjaisia ​​metalleja sen alhaisen sulamispisteen, korkean lämmönjohtavuuden ja erityisesti CO2-laserien alhaisen absorptionopeuden vuoksi. Leikkausnopeus ei ole vain hidas, vaan myös leikkauksen alareuna on altis kuonalle ja leikkauspinta on karkea. Koska alumiiniseoksiin sisältyy muita seoselementtejä, CO2:n ja laservalon absorptio lisääntyy kiinteässä olomuodossa, mikä helpottaa leikkaamista kuin puhdasta alumiinia, hieman suuremmalla leikkauspaksuudella ja -nopeudella. Tällä hetkellä alumiinin ja sen seosten leikkaamisessa käytetään yleensä CO2-laseria, jatkuvaa laseria tai pulssilaseria.

CO2-kaasu jatkuva laserleikkaus:

（1） Laser teho.

Alumiinin ja sen seosten leikkaamiseen tarvittava laserteho on suurempi kuin rautaseosten leikkaamiseen tarvittava teho. Teholtaan 1 kW:n laserilla voidaan leikata teollista puhdasta alumiinia, jonka paksuus on enintään noin 2 millimetriä, ja alumiiniseoslevyjä, joiden paksuus on enintään noin 3 millimetriä. Teholtaan 3 kW:n laserilla voidaan leikata teollista puhdasta alumiinia enintään noin 10 mm:n paksuudella. Laserin teho on 5,7 kW ja se pystyy leikkaamaan teollista puhdasta alumiinia, jonka enimmäispaksuus on noin 12,7 mm ja leikkausnopeus jopa 80 cm/min.

(2) Apukaasun tyyppi ja paine.

Alumiinia ja sen seoksia leikattaessa apukaasujen tyypillä ja paineella on merkittävä vaikutus leikkausnopeuteen, leikkauskuonan tarttumiseen ja leikkuupinnan karheuteen.

Käyttämällä 02:ta apukaasuna, leikkausprosessiin liittyy oksidatiivinen eksoterminen reaktio, mikä on hyödyllistä parantaa leikkausnopeutta. Kuitenkin koloon muodostuu korkean sulamispisteen ja korkean viskositeetin omaava oksidikuona, Al2O3. Kuonan virratessa viillossa suuren lämpöpitoisuutensa vuoksi muodostuva leikkauspinta paksunee toissijaisen sulamisen seurauksena. Toisaalta, kun kuona puretaan leikkauksen pohjalle, apuilmavirran jäähtymisestä ja työkappaleen lämmönjohtavuudesta johtuen viskositeetti kasvaa entisestään ja juoksevuus huononee, jolloin muodostuu usein tahmeaa kuonaa, joka vaikea irrottaa työkappaleen pohjapinnalta. Tätä varten kaasun painetta on nostettava. Samanaikaisesti CO2:ta apukaasuna käyttämällä saatu leikkauspinta on suhteellisen karkea. Kun leikkausnopeus lähestyy suurinta leikkausnopeutta, leikkuupinnan karheus paranee.

Kun N2 on apukaasu, koska N2 ei reagoi perusmetallin kanssa leikkausprosessin aikana, kuonan porattavuus ei ole kovin hyvä, ja vaikka se olisi ripustettu leikkauksen pohjalle, se on helppo poistaa. Siksi, kun kaasun paine on suurempi kuin 0,5 MPa, voidaan saada kuonaton leikkaus, mutta leikkausnopeus on pienempi kuin apukaasun. Päinvastoin, epätasaisuuden ja kiertonopeuden välinen suhde on periaatteessa lineaarinen. Mitä pienempi kiertonopeus, sitä pienempi karheus. Lisäksi seosainepitoisuus on alhainen ja leikkauspinnan karheus on suuri. Korkean seostusainepitoisuuden omaavien alumiiniseosten leikkauspinnan karheus on kuitenkin pieni.

Ilmailualumiiniseoksia leikattaessa käytetään myös kaksoisapuilmavirtaa. Toisin sanoen sisempi suutin emittoi typpeä ja ulompi suutin happivirtaa, kaasun paineella 0,8 Mpa voidaan saada leikkauspinta, jossa ei ole liimajäämiä.

(3) Leikkausprosessi ja parametrit.

Tärkeimmät tekniset ongelmat alumiinin ja alumiiniseosten jatkuvassa CO2-laserleikkauksessa ovat kuonasulkeutumien poistaminen ja leikkauspinnan karheuden parantaminen. Sopivan apukaasun ja leikkausnopeuden valinnan lisäksi voidaan toteuttaa myös seuraavat toimenpiteet kuonan muodostumisen estämiseksi.

1. Esimaala kerros grafiittipohjaista tarttumisenestoainetta alumiinilevyn takaosaan.

Alumiiniseoslevyjen pakkaamiseen käytetty kalvo voi myös estää kuonan tarttumista.

Taulukko 2-6 A1CuMgmn-lejeeringin CO 2 -laserleikkauksen vertailumateriaalit.

Taulukko 2-7 CO 2 -laserleikkausparametrit alumiiniseokselle, alumiinisinkkikupariseokselle ja alumiinipiiseokselle.