Kas kiudlaseriga saab alumiiniumi lõigata?
Jah, kiudlaserid lõikavad alumiiniumi hästi: 1064 nm lainepikkus neelab alumiiniumis palju paremini kui CO2 laserid, mis teeb kiudlaseritest standardvaliku. 1.5–2 kW kiudlaser lõikab puhtalt kuni 3 mm, 3 kW laser lõikab umbes 6–8 mm, 6 kW laser ulatub 12–16 mm-ni ja 12 kW laser lõikab kuni 30 mm, kuigi servade kvaliteet halveneb üle umbes 20 mm. Kõrgsurve lämmastikuga abistamine (15–20 baari) on räbuvabade servade võti.
Ausal vastusel on kaks poolt. Kiudlaserid lõikavad alumiiniumi rutiinselt, alates elektroonikakorpustest kuni kosmosesõidukite kronsteinide ja elektriautode akualusteni. Ja alumiinium karistab lohakaid seadistusi ikkagi raskemini kui teras, sest kaks selle materjali omadust toimivad otseselt laserlõikuse füüsika vastu.
Esimene on peegelduvus: alumiinium peegeldab toatemperatuuril umbes 90 protsenti kiudlaseri 1064 nm kiirest, seega jõuab materjali esialgu vaid murdosa edastatud võimsusest. Teine on soojusjuhtivus: umbes 237 W/mK juures, võrreldes terase umbes 50 W/mK-ga, juhib alumiinium lõiketsoonist soojust välja peaaegu viis korda kiiremini. Kiir võitleb sulamisbasseini tekkimise nimel, samal ajal kui ümbritsev leht seda aktiivselt jahutab. Kõik alumiiniumi laserlõikamise raskused tulenevad nendest kahest numbrist.
4 probleemi, mis rikuvad alumiiniumlõikeid (ja nende lahendused)
PROBLEEM 1: Tagasipeegeldus
Miks see juhtubLõikamata alumiinium käitub 1064 nm juures peeglina. Läbistamise ajal, enne sulamisbasseini moodustumist, peegeldub osa kiirest otse optiliselt tagasi. Kaitsmata masinatel võib see kahjustada lõikepea optikat või rasketel juhtudel laserallikat ennast, mistõttu vanemate allikate käsiraamatutes olid alumiiniumihoiatused.
ParandusKaasaegsed kiudlaserid on varustatud tagasipeegeldumiskaitsega (isolaatorid ja andurid, mis tuvastavad allika enne kahjustuste tekkimist). Veenduge, et teie allikas on ette nähtud peegeldavate metallide jaoks, hoidke pead risti, et peegeldused ei fokuseeruks puhtalt tagasi, ja kasutage õiget läbistusrutiini (suurendatud võimsus, kerge defokuseerimine), et peegeldusfaas kestaks millisekundeid sekundite asemel.
PROBLEEM 2: Rämps alumisel serval
Miks see juhtubAlumiiniumi iseloomulik defekt. Sula alumiinium on viskoosne ja lehtmetalli kõrge juhtivus jahutab sulametalli nii kiiresti, et see muutub enne abigaasi väljutamist lörtsiseks. Pooltahkunud metall kleepub lõikepilu põhja ja külmub kõvaks, teravaks pärliks, mis tuleb maha lihvida. Paksem leht teeb olukorra hullemaks: suurem sulametalli maht, sama pääsetee.
ParandusVäljutamine on võimsam. Juhtige kõrgsurve lämmastikku rõhuga 15–20 baari läbi suurema düüsi, seadke fookus negatiivseks (materjali sisse), nii et lõikejoon jääks allosas laiaks ja annaks sulale väljumiskoha, ning aeglustage etteannet 10–15 protsenti terasele omasest seadistusest. Kui räbu püsib, parandage enne suurema võimsuse juurde asumist gaasi, düüsi, vahekaugust ja fookust; lisavõimsus halvasti väljutatud lõikel tekitab lihtsalt rohkem sula eemaldamist.
PROBLEEM 3: Õhukesel lehel olevad ebatasasused ja karedad servad
Miks see juhtubAlla 3 mm paksusel lehtmetallil on tavaline põhjus: liiga palju kuumust, mitte liiga vähe. Liigne võimsus või aeglane etteanne kuumendab pehme sulami üle, lõikeservade servad sulavad tagasi ja lõige väljub kõrgendatud serva ja triibulise halli servaga puhta ja läikiva pinna asemel.
ParandusLõika õhukest alumiiniumi kiiresti mõõduka võimsuse ja puhta lämmastikuga. Kontrolli düüsi seisukorda ja tsentreerimist (kulunud või tsentreerimata düüs tõmbab gaasivoolu külgsuunas ja tekitab lõikelõike ühele küljele ebatasasusi) ning hoia fookus pinnal või selle all, et saavutada maksimaalne serva teravus. Hästi häälestatud õhuke lehtalumiinium peaks laualt tulema läikiv, ebatasasusteta ja pidurdamiseks valmis.
PROBLEEM 4: Sulamite vahelised vastuolulised tulemused
Miks see juhtubOperaatorid timmivad parameetreid ühe töö puhul ja järgmisel tekib räbu, sest alumiinium pole üks materjal. Puhas 1xxx seeria lõikab kergesti, aga tekitab tugevat räbu. 5xxx mereklassid lõikavad tavalistest sulamitest kõige puhtamaid. 6xxx arhitektuurne ekstrusioon nõuab hoolikat kiirusekontrolli, et vältida läbipõlemist, ja ülitugev 7xxx lennundusplaat on kõigist parameetrite suhtes kõige tundlikum ja pragunemisohtlikum.
ParandusSalvestage parameetrid sulamiperekonna, mitte ühe alumiiniumi seadistuse järgi. Uue sulami või isegi uue partii saabumisel tehke enne lehe kinnitamist lühike testlõige ja reguleerige kiirust ja rõhku uuesti. 15 minutit kestvad testlõiked maksavad vähem kui üks praakpesa.
Alumiiniumi laserlõikuse paksuse tabel võimsuse järgi
Paksuse väite puhul on kõige olulisem erinevus maksimaalse eraldusjõu ja tootmispaksuse vahel. Maksimaalne eraldusjõu tähendab, et tala läbib aeglaselt servakvaliteeti, mis võib vajada ümbertöötlemist. Tootmispaksus tähendab stabiilset kiirust, puhtaid servi ja korduvust. Ostke ja esitage pakkumine tootmisnumbri alusel.
| Laseri võimsus | Tootmise paksus | Maksimaalne eraldumine | märkused |
|---|---|---|---|
| 1 kW | 1 et 2 mm | 3 et 4 mm | Õhukesed lehed, sildid, ümbrised. Puhas ja kiire oma aknas |
| 1.5 kuni 2 kW | 2 et 3 mm | 4 et 5 mm | Usaldusväärse alumiiniumitootmise alguspunkt |
| 3 kW | 4 et 6 mm | 8 et 10 mm | Ideaalne koht üldiseks tootmiseks ja töökodadeks |
| 6 kW | 8 et 12 mm | 16 mm | Katab piisavalt enamiku alumiiniumirakendusi |
| 12 kW | 12 et 20 mm | 25 et 30 mm | Servakvaliteet halveneb märgatavalt üle ~20 mm |
| 20 kW+ | 20 et 30 mm | 40 mm+ | Plaaditööd; vajalik sügav negatiivne fookus (-8 kuni -15 mm) |
Kaks füüsikamärkmest selgitavad, miks tabel ülaosas lameneb. Võimsuse ja paksuse skaleerimine on sublineaarne: võimsuse kahekordistamine suurendab kasutatavat paksust umbes poole võrra, mitte kahekordselt, sest võimsuse ja paksuse seose astendaja on laserlõikuse puhul umbes 0.65. Ja eriti paksu alumiiniumi puhul muudab lehe juhtivus selle jahutusradiaatoriks: lisavõimsus levib külgsuunas ümbritsevasse metalli ja suurendab sulamisbasseini kiiremini, kui see lõiget süvendab, mistõttu võimsuse suunamine räbule paksu plaadi lõikele tavaliselt räbu paksendab, mitte ei puhasta seda.
Üldise metallipildi jaoks terase, roostevaba terase ja alumiiniumi puhul igal võimsustasemel kiudlaseriga lõikamise paksus, kiirus ja võimsuse võrdlusväärtus sisaldab täielikke mitme materjali tabeleid, millesse see alumiiniumispetsiifiline tabel sobib.
Miks on lämmastiku abiaine alumiiniumi jaoks oluline?
Laserlõikusel täidab abigaas kahte ülesannet: see väljutab sulametalli lõikekohast ja kontrollib lõikepinna keemilist reaktsiooni. Alumiiniumi puhul on mõlemad ülesanded seotud lämmastikuga.
✓ Väljatõukamine rõhu allAlumiiniumi kiiresti jahtuv sula peab enne lörtsiseks muutumist lõikekohast lahkuma. 15–20 baari rõhul läbi suurema läbimõõduga düüsi voolav lämmastik tekitab mehaanilise puhumise, mis sulami lühikese vedelikuperioodi jooksul puhastab. See on räbu vähendamise suurim tegur.
✓ Inertne lõikega näguHapniku abil töötav aine, mis on süsinikterase standardvarustuses, reageerib alumiiniumiga, moodustades lõikepinna sisse ja selle ümber kõva alumiiniumoksiidi, mis karestas serva ja raskendas hilisemat keevitamist või anodeerimist. Lämmastik hoiab lõikepinna läikiva, oksiidivaba ja keevitusvalmis otse laualt.
✓ Põlemisabi pole niikuinii olemasHapnik teenib oma koha süsinikterase puhul, lisades lõikele eksotermilist energiat. Alumiiniumil pole oksiiditrahvi väärt boonust, seega on hapnikuvahetus täielikult negatiivne.
✓ Suruõhk kui eelarvekeskne lahendusÕhk koosneb umbes 78 protsenti lämmastikust ja tänapäevased kõrgsurveõhusüsteemid lõikavad õhukest ja keskmist alumiiniumi vastuvõetaval viisil, makstes murdosa balloonis sisalduva lämmastiku maksumusest. Osalise oksüdeerumise tõttu võib serval olla kerge hall toon. Siltide ja üldise valmistamise puhul on see lubatud; keevitamiseks ettevalmistatud ja anodeerimiseks mõeldud osade puhul tuleks jääda lämmastiku juurde.
Praktiline kuluarvestusLämmastiku tarbimine suureneb järsult koos rõhu ja düüsi suurusega, mis on täpselt alumiiniumi retsept. Töökojad, mis lõikavad alumiiniumi iga päev, õigustavad tavaliselt kiiremat lämmastikugeneraatorit kui ainult terast lõikavad töökojad, ning õhu abil töötava variandi puhul tasub enne balloonigaasi ainsaks lahenduseks olemist päris osade peal kvalifitseerida.
Ohutusnõuanne, mida keegi ei tohiks vahele jätta: alumiiniumtolm
Peen alumiiniumipulber on plahvatusohtlik ja laserlõikus tekitab seda. Oht ei seisne lõikamises endas, vaid tolmu kogumissüsteemis: filtritesse kogunevad peened alumiiniumiosakesed tekitavad kütuselaengu ja klassikaline õnnetusstsenaarium on terase lõikamine, mille sädemed toimivad süüteallikana, alumiiniumitolmuga juba täidetud väljatõmbesüsteemi.
Kaitsereeglid on lihtsad. Hoidke tolmuimeja süsteem puhtana vastavalt ajakavale, ärge kunagi segage terasest sädemeid alumiiniumiga täidetud filtritesse (eraldage töö või puhastage materjalivahetuste vahel) ja järgige tolmuimeja tootja juhiseid märgseparaatorite või sädemepüüdjate kohta, kui alumiiniumi maht on suur. Iga kiudlaserlõikega töökoda, mis lõikab alumiiniumi tootmismahus, peaks seda käsitlema tavapärase protseduurina, mitte hõimuteadmistena.
STYLECNC Kiudlaserid alumiiniumi jaoks
STYLECNC Kiudlaserlõikusmasinad tarnitakse alumiiniumi vajadustele vastava konfiguratsiooniga: peegeldavate metallide jaoks mõeldud tagasipeegelduskaitsega allikad, 15–20 baari lämmastikuga töötamiseks mõeldud kõrgsurve abigaasiahelad ja lõikeparameetrite teegid iga sulami alumiiniumi sätetega. parim kiudlasermetalli lõikamismasin liin hõlmab 1.5–6 kW võimsusvahemikku, kus asub enamik alumiiniumkonstruktsioone, ja lehtmetalli laserlõikur Konfiguratsioon on suunatud õhukeste ja keskmiste lehtmetallide tootmisele, mis domineerib korpuste, siltide ja paneelide tootmises.
Paksu plaadi peale suruvate töökodade jaoks suure võimsusega kiudlasermetalli lõikamismasin skaleerub 12 kW klassi, kus 20 mm seeriatootmisalumiinium muutub realistlikuks. Ja algtaseme võimekuse maapealse hindamise jaoks on 1000W IPG kiudlaserlõikuse 3 mm alumiiniumi video näitab täpselt, kuidas paksustabeli alumine rida päris materjalil välja näeb. Võtke ühendust STYLECNC Tehke koostööd oma sulamite, paksusevahemiku ja igakuise mahuga, et saada alumiiniumitöödele vastav konfiguratsioon ja gaasisüsteemi soovitus.
Korduma kippuvad küsimused
Kas fiiberlaseriga saab alumiiniumi lõigata ilma ennast kahjustamata?
Jah, igal tänapäevasel masinal. Ajalooline hirm tuleneb alumiiniumi umbes 90-protsendilisest peegeldusvõimest kiu lainepikkusel: läbistamise ajal peegeldab lõikamata pind kiire energiat tagasi optikasse ja varased kaitsmata allikad võivad kahjustuda. Praegused kiudallikad on varustatud tagasipeegelduse isolatsiooni ja anduritega, mis rikkeohutult esinevad, mistõttu on alumiinium nüüdseks tavapäraselt toodetav materjal. Enne ostmist kontrollige allika peegeldava metalli reitingut ja seejärel lõigake enesekindlalt.
Miks mu alumiiniumi laserlõigetel on räbu?
Sest alumiiniumi sula jahtub liiga kiiresti, et välja pääseda. Leht juhib soojust ära umbes viis korda kiiremini kui teras, mistõttu sulametall muutub lõikepinnas lörtsiseks ja külmub alumisele servale enne, kui gaas selle välja paiskab. Toimiv järjekord: tõstke lämmastiku rõhku 15–20 baarini, paigaldage suurem otsik, suruge fookus sügavamale (negatiivsesse asendisse) materjali ja aeglustage etteannet 10–15 protsenti. Lisage võimsust alles siis, kui väljapaiskumine on õige; suurem võimsus halvasti väljapaisatud lõike korral tekitab lihtsalt rohkem räbu.
Kui paksu alumiiniumi saab laseriga lõigata?
Võimsusklassi järgi, tootmise terminoloogias: 1 kW töötleb 1–2 mm paksust lehte, 3 kW umbes 4–6 mm, 6 kW umbes 8–12 mm paksust lehte ja 12 kW 12–20 mm paksust lehte, maksimaalse eraldusjõuga umbes 30 mm. Üle 20 mm paksuse korral halveneb servakvaliteet võimsusest olenemata, kuna alumiiniumi juhtivus hajutab kiire energiat lehte külgsuunas kiiremini, kui see lõiget süvendab. Tööpakkumiste korral palume lähtuda tootmispaksusest, mitte brošüüri eraldusjõu numbrist.
Kas alumiiniumi laserlõikamiseks on vaja lämmastikku?
Puhaste, keevitamiseks ja anodeerimiseks valmis servade jaoks on see jah: kõrgsurve lämmastik väljutab sulametalli ja hoiab lõikepinna oksiidivabana ning hapnik kahjustab aktiivselt alumiiniumi, moodustades servale kõva oksiidi ilma igasuguse põlemisefektita. Soodsam alternatiiv on kõrgsurve suruõhk, mis koosneb 78 protsenti lämmastikust ja lõikab õhukest kuni keskmist alumiiniumi vastuvõetaval viisil, andes servale kerge hallika varjundi. Sildid ja üldine valmistamine võivad töötada õhuga; keevitamise ettevalmistus ja kosmeetiline töö peaksid jääma lämmastiku alla.
Kas a CO2 laserlõigatud alumiinium?
Halvasti ja seda ei soovitata. Alumiinium peegeldab CO2 laseri 10.6 mikroni lainepikkust isegi tugevamalt kui kiu lainepikkust, seega on sidestus halvem, tagasipeegeldumise oht suurem ja praktiline paksuse aken õhuke. See on üks peamisi põhjuseid, miks metallide tootmine liikus otsustavalt kiudallikate poole: 1064 nm kiir neelab alumiiniumis mitu korda paremini, muutes selle marginaalseks. CO2 töötlemine tavapäraseks kiudaineks.
Miks erinevad alumiiniumisulamid nii erinevalt lõikavad?
Sulami keemiline koostis muudab sulamise käitumist. Puhas 1xxx seeria alumiinium lõikab kergesti, kuid tekitab kõige rohkem räbu. 5xxx mereklassid on puhta lõikamise lemmikud. 6xxx arhitektuurisulamid vajavad läbipõlemise vältimiseks distsiplineeritud kiiruse reguleerimist ja 7xxx kosmosetööstuse plaadid on kõige parameetrite suhtes tundlikum ja pragunemisele kalduvam perekond. Partiidevaheline variatsioon lisab veel ühe kihi isegi ühe klassi piires. Töötav lahendus on parameetrite kogu iga sulamipere kohta ja kiire testlõige iga kord, kui uus materjal turule tuleb.
Loosung
Alumiinium lõikab fiiberlaseritega suurepäraselt, kui seadistus järgib selle kahte määravat omadust. Peegelduvus lahendatakse kaitstud kaasaegsete allikate ja distsiplineeritud läbistamise abil. Juhtivus, räbu allikas ja paksuse lagi, lahendatakse väljaviske abil: kõrgsurve lämmastik, õige otsik, negatiivne fookus ja aus kiirus. Sobitage võimsus toodangu paksusega, mitte eraldusnõudega, hoidke parameetreid sulami kohta ja hoidke tolmuimejasüsteem puhas.
STYLECNC seadistada kiudlaserlõikamismasinad alumiiniumitöötlemiseks alates 1 kW lehtlõikuritest kuni 12 kW plaadisüsteemideni, koos gaasiahelate ja parameetriteekidega vastavalt materjali vajadustele. Saatke STYLECNC Soovituse saamiseks, mis põhineb ülaltoodud numbritel, ühendage oma paksusevahemik ja sulamid.
