Proces de tăiere a aluminiului și aliajului de aluminiu cu mașina de tăiat cu laser cu fibre

Mașina de tăiat cu laser cu fibre optice poate prelucra aluminiu și aliaj de aluminiu din metale neferoase

Metalele neferoase se referă în general la toate metalele, cu excepția fierului (și uneori a manganului și a cromului) și a aliajelor pe bază de fier. Aluminiul și aliajele sale sunt, de asemenea, metale neferoase. În industria de prelucrare a metalelor, mașinile de tăiat cu laser sunt echipamente comune de prelucrare. Mașinile de tăiat cu laser cu fibre pot prelucra aluminiul și aliajele acestuia. Să învățăm despre tăierea cu laser a aluminiului și a aliajelor de aluminiu.

Tăierea cu laser a aluminiului și a aliajelor sale:

Aluminiul pur este mai greu de tăiat decât metalele pe bază de fier datorită punctului său scăzut de topire, conductibilității termice ridicate și mai ales ratei scăzute de absorbție pentru laserele cu CO2. Nu numai că viteza de tăiere este lentă, dar și marginea inferioară a tăierii este predispusă la lipirea zgurii, iar suprafața de tăiere este aspră. Datorită includerii altor elemente de aliaj în aliajele de aluminiu, absorbția CO2 și a luminii laser crește în stare solidă, făcându-l mai ușor de tăiat decât aluminiul pur, cu o grosime și o viteză de tăiere ceva mai mari. În prezent, tăierea aluminiului și a aliajelor sale utilizează de obicei laser CO2, laser continuu sau laser pulsat.

Tăiere cu laser continuă cu gaz CO2:

（1） Putere laser.

Puterea laser necesară pentru tăierea aluminiului și aliajelor acestuia este mai mare decât cea necesară pentru tăierea aliajelor de fier. Un laser cu o putere de 1 kW poate tăia aluminiu pur industrial cu o grosime maximă de aproximativ 2 milimetri și plăci din aliaj de aluminiu cu o grosime maximă de aproximativ 3 milimetri. Un laser cu o putere de 3 kW poate tăia aluminiu pur industrial cu o grosime maximă de aproximativ 10 mm. Laserul are o putere de 5,7 kw si poate taia aluminiu pur industrial cu o grosime maxima de aproximativ 12,7 mm si o viteza de taiere de pana la 80 cm/min.

(2) Tipul și presiunea gazului auxiliar.

La tăierea aluminiului și aliajelor sale, tipul și presiunea gazelor auxiliare au un impact semnificativ asupra vitezei de tăiere, aderenței zgurii de tăiere și rugozității suprafeței de tăiere.

Folosind O2 ca gaz auxiliar, procesul de tăiere este însoțit de o reacție exotermă oxidativă, care este benefică pentru îmbunătățirea vitezei de tăiere. Cu toate acestea, în crestătură se formează un punct de topire ridicat și o zgură de oxid cu vâscozitate ridicată, Al2O3. Când zgura curge în incizie, datorită conținutului său ridicat de căldură, suprafața de tăiere formată devine mai groasă din cauza topirii secundare. Pe de altă parte, atunci când zgura este evacuată în partea inferioară a tăieturii, datorită răcirii fluxului de aer auxiliar și conducției căldurii piesei de prelucrat, vâscozitatea crește și mai mult, iar fluiditatea devine slabă, formând adesea zgură lipicioasă care este greu de desprins pe suprafața inferioară a piesei de prelucrat. Pentru a face acest lucru, presiunea gazului trebuie crescută. În același timp, suprafața de tăiere obținută folosind CO2 ca gaz auxiliar este relativ aspră. Când viteza de tăiere se apropie de viteza maximă de tăiere, rugozitatea suprafeței de tăiere este îmbunătățită.

Cu N2 ca gaz auxiliar, deoarece N2 nu reacționează cu metalul de bază în timpul procesului de tăiere, capacitatea de foraj a zgurii nu este foarte bună și, chiar dacă este atârnată în partea de jos a tăieturii, este ușor de îndepărtat. Prin urmare, atunci când presiunea gazului este mai mare de 0,5 MPa, se poate obține o tăiere fără zgură, dar viteza de tăiere este mai mică decât cea a gazului auxiliar. Dimpotrivă, relația dintre rugozitate și viteza de rotație este practic liniară. Cu cât viteza de rotație este mai mică, cu atât rugozitatea este mai mică. În plus, conținutul de elemente din aliaj este scăzut, iar rugozitatea suprafeței de tăiere este mare. Cu toate acestea, rugozitatea suprafeței de tăiere a aliajelor de aluminiu cu conținut ridicat de elemente de aliere este mică.

La tăierea aliajelor de aluminiu de aviație, se folosește și fluxul de aer auxiliar dublu. Adică duza interioară emite azot, iar duza exterioară emite un curent de oxigen, cu o presiune a gazului de 0,8M pa, se poate obține o suprafață de tăiere fără reziduuri de adeziv.

(3) Procesul și parametrii de tăiere.

Principalele probleme tehnice în tăierea continuă cu laser cu CO2 a aluminiului și aliajelor de aluminiu sunt eliminarea incluziunilor de zgură și îmbunătățirea rugozității suprafeței de tăiere. Pe lângă selectarea corespunzătoare a gazului auxiliar și a vitezei de tăiere, pot fi luate și următoarele măsuri pentru a preveni formarea de zgură.

1. Preacoperiți un strat de agent antilipire pe bază de grafit pe spatele plăcii de aluminiu.

Filmul folosit pentru ambalarea plăcilor din aliaj de aluminiu poate preveni, de asemenea, lipirea zgurii.

Tabelul 2-6 Materiale de referință pentru tăierea cu laser CO 2 a aliajului A1CuMgmn.

Tabelul 2-7 Parametrii de tăiere cu laser CO 2 pentru aliajul de aluminiu, aliajul aluminiu-zinc cupru și aliajul aluminiu siliciu.