레이저 절단기는 판금 가공의 기술 혁명이며 현재 판금 가공의 일반적인 수단 중 하나입니다. 레이저 절단기는 높은 수준의 유연성, 빠른 절단 속도, 높은 생산 효율성 및 짧은 생산 주기를 가지고 있어 고객에게 폭넓은 시장을 확보하고 있습니다. 현재 시장에 나와 있는 중박판 분야의 대부분의 가공은 높은 효율성과 정밀도로 널리 존경받는 레이저 커터를 사용합니다. 후판 분야에서도 일부 플라즈마 및 화염 시장을 대체했습니다. 그러나 디버깅이 부적절하면 레이저 절단기의 절단 효과도 영향을 받습니다. 특히 절단 효과에 결정적인 6가지 요소가 있습니다.
1. 절삭 속도가 절삭 효과에 미치는 영향
주어진 레이저 출력 밀도 및 재료에 대해 절단 속도는 실험식을 따릅니다. 통과 임계값 이상인 한 재료의 절단 속도는 레이저 출력 밀도에 비례합니다. 즉, 출력 밀도를 높이면 절단 속도가 향상될 수 있습니다. 여기서 언급된 출력 밀도는 레이저 출력 전력뿐만 아니라 빔 품질 모드와도 관련이 있습니다. 또한, 빔 포커싱 시스템의 특성, 즉 포커싱된 스폿의 크기도 레이저 절단에 큰 영향을 미칩니다. 절단 속도는 절단할 재료의 밀도(비중) 및 두께에 반비례합니다.
다른 매개 변수가 변경되지 않은 상태로 유지되면 절단 속도를 높이는 요소는 다음과 같습니다. 빔 모드를 개선합니다. 초점 스폿의 크기를 줄입니다(예: 단초점 렌즈로 초점 맞추기). 초기 증발 에너지가 낮은 절단 재료(예: 플라스틱, 플렉시 유리 등); 저밀도 재료 절단(예: 백송); 얇은 재료를 자릅니다.
특히 금속 재료의 경우 다른 공정 변수를 일정하게 유지하면 레이저 절단 속도가 상대적 조정 범위를 가질 수 있으며 여전히 만족스러운 절단 품질을 유지할 수 있습니다. 이 조정 범위는 얇은 금속을 절단할 때 두꺼운 조각보다 약간 넓습니다. 때로는 절단 속도가 너무 느려서 배출된 핫멜트 재료의 절제 표면으로 이어져 절단 표면이 매우 거칠게 됩니다.
2. 초점 위치 조정이 절단 품질에 미치는 영향
레이저 출력 밀도는 절단 속도에 큰 영향을 미치므로 렌즈 초점 거리의 선택은 중요한 문제입니다. 레이저 빔이 초점을 맞춘 후 스폿 크기는 렌즈의 초점 거리에 비례합니다. 빔이 짧은 초점 거리 렌즈로 초점을 맞춘 후 스폿 크기가 매우 작고 초점에서의 출력 밀도가 매우 높아 재료 절단에 유리합니다. 그러나 단점은 초점 깊이가 매우 짧고 조정 마진이 작아 일반적으로 얇은 재료의 고속 절단에 적합합니다. Long focal length lens는 focal depth가 넓기 때문에 power density가 충분하다면 두꺼운 가공물을 절단하는 데 더 적합합니다.
사용할 focal length 렌즈를 결정한 후 초점과 가공물 표면의 상대적 위치는 절단 품질을 보장하는 데 특히 중요합니다. 초점에서의 출력 밀도가 가장 높기 때문에 대부분의 경우 초점 위치는 가공물 표면 바로 위에 있거나 절단 시 표면 약간 아래에 있습니다. 전체 절단 공정에서 안정적인 절단 품질을 얻으려면 초점과 공작물 사이의 상대 위치가 일정하도록 보장하는 것이 중요한 조건입니다. 때때로 작동 중 냉각 불량으로 인해 렌즈가 가열되어 초점 거리가 변경되어 적시에 초점 위치를 조정해야 합니다.
초점이 최상의 위치에 있을 때 커프가 가장 작고 효율성이 가장 높습니다. 최고의 절단 속도는 최상의 절단 결과를 얻을 수 있습니다. 대부분의 응용 분야에서 빔 초점은 노즐 바로 아래에서 조정됩니다. 노즐과 공작물 표면 사이의 거리는 일반적으로 약 1.5mm입니다.
3. 절단 효과에 대한 보조 가스 압력의 영향
일반적으로 재료 절단에는 보조 가스가 필요하며 주로 보조 가스의 종류와 압력이 문제입니다. 일반적으로 보조 가스와 레이저 빔은 렌즈를 오염으로부터 보호하고 절단 영역 바닥의 슬래그를 날려 버리기 위해 동축으로 방출됩니다. 비금속 재료 및 일부 금속 재료의 경우 압축 공기 또는 불활성 가스를 사용하여 용융 및 증발 재료를 제거하면서 절단 영역의 과도한 연소를 억제합니다.
대부분의 금속 레이저 절단에서 활성 가스(O2인 한)는 뜨거운 금속과 산화 발열 반응을 형성하는 데 사용됩니다. 이 추가 열은 절단 속도를 1/3~1/2만큼 증가시킬 수 있습니다.
보조 가스 확보를 전제로 가스 압력은 매우 중요한 요소입니다. 얇은 재료를 고속으로 절단할 때 절단면에 슬래그가 붙는 것을 방지하기 위해 높은 가스 압력이 필요합니다(뜨거운 슬래그는 작업물에 부딪힐 때 절단 모서리를 손상시킵니다). 재료 두께가 증가하거나 절단 속도가 느린 경우 가스 압력을 적절하게 줄여야 합니다. 플라스틱 절단면이 젖지 않도록 하려면 낮은 가스 압력에서 절단하는 것이 좋습니다.
레이저 절단의 실행은 보조 가스가 O2일 때 그 순도가 절단 품질에 상당한 영향을 미친다는 것을 보여줍니다. O2 순도가 2% 감소하면 절단 속도가 50% 감소하고 절개 품질이 크게 저하됩니다.
4. 재료 표면의 반사율
CO2 레이저 절단기에서 방출되는 10.6mm 원적외선 빔의 경우 비금속 재료가 잘 흡수할 수 있습니다. 즉, 흡수율이 높습니다. 금속 재료는 10.6mm 빔, 특히 반사율이 높은 금, 은, 구리 및 알루미늄 금속의 흡수가 좋지 않습니다. 일반적으로 CO2 레이저 빔, 특히 연속파 빔은 이러한 재료를 절단하는 데 적합하지 않습니다. 알루미늄 및 구리 금속의 경우 일반적으로 침투 효과에 필요한 초기 홀을 얻기 위해 충분한 초기 전력을 형성하기 위해 3kW 이상이 필요합니다. 철강 재료, 니켈, 티타늄 등은 10.6mm CO2 빔에 대해 특정 흡수율을 가지며, 특히 재료 표면이 특정 온도 또는 산화막으로 가열될 때 흡수율이 크게 향상되어 더 나은 절단을 얻을 수 있습니다. 효과. 불투명 물질의 경우 흡수율{12}}({13}} 반사율)은 물질의 표면 상태, 온도 및 파장과 관련이 있습니다.
빔에 대한 재료의 흡광도는 가열 초기 단계에서 중요한 역할을 하지만, 일단 가공물에 구멍이 형성되면 구멍의 흑체 효과로 인해 빔에 대한 재료의 흡광도가 100%에 가깝습니다.
재료의 표면 상태는 광선의 흡수에 직접적인 영향을 미치며, 특히 표면 거칠기와 표면 산화물 층은 표면 흡수율에 명백한 변화를 일으킬 것입니다. 레이저 절단 작업에서 빔 흡수에 대한 재료 표면 상태의 영향을 사용하여 재료의 절단 성능을 향상시킬 수 있습니다.
5. 절단 토치와 노즐의 영향
절단 토치의 설계 및 제조는 우수한 절단 품질, 특히 노즐을 얻는 데 중요한 영향을 미칩니다. 노즐을 적절하게 선택 또는 관리하지 않으면 오염이나 파손이 일어나기 쉬우며, 노즐 입구의 원형이 좋지 않거나 뜨거운 금속이 튀는 국부적인 막힘으로 인해 노즐에 와전류가 형성되어 심각한 결과를 초래합니다. 절단 성능 저하. 때로는 노즐 입구가 집중된 빔의 축과 다르며 노즐 가장자리를 자르기 위해 빔을 형성하여 트리밍 품질에 영향을 미치고 슬릿 너비를 늘리며 절단 크기가 잘못 정렬됩니다. 노즐의 경우 두 가지 문제, 즉 노즐 직경과 노즐과 공작물 표면 사이의 거리에 특히주의해야합니다.
6. 외부 광학계의 영향
레이저에서 방출된 원래의 빔은 외부 광로 시스템(반사 및 투과 포함)을 통해 전송되어 매우 높은 출력 밀도로 작업물의 표면에 정확하게 빛납니다.
외부 광학 경로 시스템의 광학 요소는 정기적으로 점검하고 절단 토치가 공작물 위로 작동할 때 빔이 렌즈 중앙으로 올바르게 전달되고 절단할 작은 광점에 초점이 맞춰지도록 제시간에 조정되어야 합니다. 고품질을 가진 공작물. 광학 요소의 위치가 변경되거나 오염되면 절단 품질에 영향을 미치거나 절단조차 수행할 수 없습니다.
외부 광학 경로 렌즈는 공기 흐름의 불순물로 오염되거나 절단 영역의 튀긴 입자가 접착되거나 렌즈가 충분히 냉각되지 않아 렌즈가 과열되어 빔 에너지 전송에 영향을 미칩니다. 그것은 광학 경로의 시준의 드리프트를 유발하고 심각한 결과를 초래할 것입니다. 렌즈의 과열은 또한 초점 왜곡을 일으키고 렌즈 자체를 위험에 빠뜨릴 수도 있습니다.
위는 레이저 절단기의 절단 효과에 영향을 미치는 6가지 요소입니다. 실제 운영 과정에서 주의를 기울여야 합니다.
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