Алюминий — это цветной, ковкий материал с высокой теплопроводностью, из которого можно легко отливать различные сложные формы. Будучи легким материалом с хорошей прочностью, алюминий является популярным материалом в обрабатывающей промышленности.
Несмотря на то, что это относительно мягкий металл с пластичной природой, лазерная резка алюминия может быть довольно сложной задачей. Однако при наличии подходящего оборудования и глубоких знаний, гравировка или травление алюминия могут выполняться весьма эффективно.
Тип лазера для резки алюминия
Лучи в пределах длины волны СО 2 -лазера (9,5-10,6 мкм) сильно отражаются алюминием, что очень затрудняет лазерную обработку алюминия СО 2 -лазером.
При обработке алюминия CO 2 -лазером большая часть излучения отражается от отражающего алюминия.
В результате поглощается лишь малая часть энергии, которой недостаточно для плавления и испарения алюминия.
Эта проблема может быть решена с помощью мощного CO 2 -лазера с высокой частотой, который может поражать алюминиевую поверхность достаточно быстро, чтобы компенсировать потерю мощности при отражении.
Еще лучшим решением является использование волоконного лазера.
Волоконный лазер или Nd YAG-лазер с длиной волны 1,06 мкм лучше всего подходят для приложений, связанных с лазерной резкой листового металла, поскольку эти длины волн легко поглощаются металлами.
Волоконный лазер может обеспечить почти в 3 раза более быструю обработку алюминия по сравнению с CO 2 -лазером той же мощности.
Мощность лазера
Мощность лазера является одним из наиболее важных параметров, влияющих на способность лазерной резки обрабатывать алюминий.
Мощность лазера определяет максимальную толщину материала, который он может прорезать, чем выше мощность, тем толще алюминий, который он может прорезать.
Как правило, для резки алюминия толщиной 1/8 дюйма (3 мм) рекомендуется использовать волоконный лазер с номинальной мощностью 500 Вт или выше.
Импульсный CO 2 -лазер мощностью 500 Вт на частоте 6 кГц или выше также может дать аналогичные результаты, но с гораздо меньшей скоростью резки.
Использование многопроходной техники резки с более низкой выходной мощностью лазера улучшает качество резки за счет времени резки.
Скорость лазерной резки алюминия
Скорость резки процесса является еще одним важным параметром, который определяет гладкость кромки и общую чистоту поверхности резки.
При лазерной резке алюминия рекомендуется высокая скорость резки, и по этой причине обычно предпочтительнее использовать мощный лазерный модуль.
В то время как очень высокая скорость резания может привести к образованию заусенцев вдоль режущей кромки, слишком низкая скорость резания обычно вызывает трещины в алюминиевой заготовке.
Поэтому выбор подходящей скорости резки наряду с хорошим управлением процессом очень важен. Если увеличить скорость резки при неизменной мощности лазера, гладкость краев улучшится. Однако ширина пропила увеличивается, что приводит к увеличению потерь материала.
Вспомогательный газ
Вспомогательный газ, используемый для подачи воздуха, также играет важную роль при лазерной резке алюминия. Это предотвратит перегрев режущей головки, а также выбор правильного газа улучшит качество резки.
Есть много газов, которые можно использовать для вспомогательного воздуха, например, кислород, азот, аргон и воздух. Использование кислорода может повысить скорость резки, но приведет к окислению алюминия по краям разреза.
В то время как использование воздуха в качестве вспомогательного газа может дать лучшие результаты с хорошей скоростью резки и с меньшей вероятностью вызовет окисление алюминия.
Азот, с другой стороны, лучше всего подходит для лазерной резки алюминия, поскольку он обеспечивает гораздо более высокую скорость резки с гладкими краями и отсутствием эффекта окисления.
Для достижения наилучших результатов рекомендуются высокое давление и высокая скорость потока (40-50 м 3 /ч) газообразного азота.
Детектор отражения
Лазерный свет, отражаемый алюминием, не только мешает процессу резки, но и может повредить лазерный модуль. Если большое количество отраженного лазера попадет в лазерную головку, это может привести к повреждению лазерного модуля.
Риск повреждения выше в лазерах на CO 2 и Nd:YAG, поскольку в этих лазерах используется ряд зеркал, направляющих лазер от лазерной трубки к заготовке. Эти зеркала будут еще больше усиливать отраженный луч и наносить серьезный ущерб лазерному оборудованию.
Чтобы защитить оборудование от этого повреждения, большинство современных лазерных станков для резки металла имеют функцию безопасности, которая определяет количество лазерного излучения, отражаемого обратно в лазерную головку.
Если слишком много лазерного излучения отражается обратно через лазерную головку, эта функция безопасности немедленно выключит лазер и, таким образом, защитит оборудование от серьезного повреждения.
Таким образом, необходимо иметь эту функцию безопасности в лазерном резаке, используемом для обработки алюминия.
Рейтинг
статьи