С развитием экономики расширились области применения листов нержавеющей стали средней и большой толщин. Ее продукция в настоящее время широко используется в таких отраслях, как строительство, машиностроение, производство контейнеров, судостроение, мостостроение и других. Лазерная резка в настоящее время является основным методом резки толстых листов нержавеющей стали, и для достижения высококачественных результатов необходимы определенные технологические навыки.
Как правило, средняя пластина представляет собой стальной лист толщиной 10,0–25,0 мм, а толстая пластина имеет толщину 25,0–60,0 мм. Пластина толщиной более 60,0 мм считается сверх толстой.
Технические особенности лазерной резки
1. Прочность. Вертикальные линии, образуемые секцией лазерной резки, определяют шероховатость поверхности среза; чем мельче линии, тем ровнее участок среза; чем глубже линии, тем грубее участок. Чем выше качество резки, тем ниже зернистость.
2. Высота. Вертикальность режущей кромки имеет решающее значение для толстого листового металла. При удалении от фокуса лазерный луч расходится, что может привести к несоответствию ширины верхней и нижней щели; режущая кромка слишком сильно отклоняется от вертикальной линии, из-за чего заготовка становится некачественной и усложняется в использовании; чем более вертикальная кромка, тем выше качество резки.
3. Ширина резки. Внутренний диаметр контура определяется шириной реза. Чтобы гарантировать, что заготовка имеет правильный размер, параметры необходимо корректировать в процессе резки, чтобы компенсировать разрезаемый материал.
4. Зерно. При резке толстых листов на высоких скоростях расплавленный металл выбрасывается позади лазерного луча, а не из разреза, под вертикальным лазерным лучом. В результате вдоль режущей кромки образуется изогнутая линия. Чтобы решить эту проблему, уменьшите скорость подачи в конце процесса резки, что может значительно уменьшить образование линий.
5. Заусенцы. Наличие и количество заусенцев является решающим фактором, определяющим качество лазерной резки. Удаление заусенцев требует дополнительных работ, которые будут рассчитываться с точки зрения времени и трудозатрат. В результате наличие заусенцев является основным критерием для определения соответствия требованиям лазерной резки.
6. Зона термического воздействия. Глубину участка изменения внутренней структуры называют зоной термического влияния. При лазерной резке участок металла вблизи реза нагревается, что может привести к изменению структуры металла. Некоторые металлы, например, затвердевают.
7. Деформация. Деталь деформируется, если резец ее резко нагреет, что особенно важно при тонкой обработке. Управление мощностью лазера и использование коротких лазерных импульсов может помочь сохранить детали холодными и избежать деформации.
Особые технологические требования
1. Выбор насадок
Диаметр сопла определяет форму газового потока, поступающего в надрез, площадь газовой диффузии и скорость газового потока, которые влияют на удаление расплава и стабильность резки. Чем больше поток воздуха в разрез, чем выше скорость и соответствующее положение заготовки в потоке воздуха, тем выше способность струи удалять расплавленный материал. Чем толще нержавеющая сталь, тем больше сопло, тем больше настройка пропорционального клапана и чем выше скорость потока, тем выше давление и тем ниже эффект нормального сечения.
Приведенные здесь характеристики сопла в первую очередь относятся к торцевому отверстию. Рассмотрим режущее сопло Precitec с диаметром отверстия от 1,5 до 5,0 мм. Выбор диафрагмы в первую очередь определяется мощностью резки. Чем больше мощность, тем больше тепла выделяется и тем больше требуемый объем воздуха. При резке листов толщиной менее 3 мм мы обычно используем сопла с апертурой 2,0 мм; при резке листов толщиной от 3 до 10 мм используем насадки диаметром 3,0 мм; а при резке листов толщиной более 10 мм мы используем насадки с апертурой 3,5 мм и выше.
Однослойные и двухслойные сопла: двухслойные сопла обычно используются для окислительной резки (вспомогательный газ — кислород), тогда как однослойные сопла обычно используются для резки плавлением (вспомогательный газ — азот). Однако для некоторых лазеров имеются специальные требования; в этом случае, следует ли использовать один слой или двойной слой, следуйте инструкциям лазера.
2. Вспомогательный газ и его чистота
При лазерной резке нержавеющей стали часто используются различные вспомогательные газы, такие как кислород, азот, воздух. Используются разные виды газа, и эффект от резки секций различен. У кислорода есть черная секция, у воздуха — светло-желтая, а азот может сохранять первоначальный цвет окисленной нержавеющей стали. Азот является предпочтительным вспомогательным газом для резки нержавеющей стали.
3. Положение фокуса
Различные материалы и толщины должны быть скорректированы для достижения определенного фокуса. Перед резкой измеряется фактический нулевой фокус, а параметры процесса резки можно протестировать и проанализировать, используя нулевой фокус в качестве эталона. Основным направлением выбора процесса резки нержавеющей стали является отрицательное фокусное расстояние.
4. Влияние изменения частоты на резку толстых листов нержавеющей стали
При уменьшении частоты с 500 до 100 Гц эффект сечения реза становится тоньше, а наслоение постепенно исчезает. Если установлено значение 100 Гц, частоту нельзя уменьшить, а синий свет меняется на противоположный. Найдите лучший частотный диапазон, изменив частоту. Количество импульсов должно быть идеально согласовано с энергией одного импульса, чтобы обеспечить наилучшее качество резки.
5. Влияние изменения рабочего цикла импульса на резку толстых листов нержавеющей стали
Критическое значение составляет 45 процентов для импульсного рабочего цикла. Если рабочий цикл еще уменьшить, на нижней поверхности останутся следы неполного среза. Скважность возрастает до 60%, сечение становится шероховатым, границы становится чистыми, поверхность среза желтеет.
Длительность импульса представляет собой процент времени облучения пучка в каждом импульсе. Частота импульса — это количество раз, когда в нем появляется пиковая мощность, а рабочий цикл — это отношение пиковой мощности к минимальной мощности в импульсе.
