Metallni lazer bilan kesish mashinasi qanday metall qalinligini qo'llab-quvvatlaydi?

Metallarni tushunish Laser kesish mashinasi Qalinlik imkoniyatlari

Metallar Uchun Lazer Kesish Mashinasining Qalinlik Imkoniyatlari: Umumiy Ko'rik

Eng zamonaviy metallni lazer bilan kesish mashinalari taxminan yarim millimetrdan 40 mm gacha bo'lgan qalinlikdagi materiallar bilan ishlaydi, garchi natijalar qanday metall haqida gap borayotganligiga va lazer qanchalik kuchli ekanligiga bog'liq bo'lsada. Mavjud asosiy 3 kW quvvatli modellar taxminan 12 mm yumshoq po'latni kesishga qodir, lekin sanoat darajasidagi 12 kW va undan yuqori quvvatli tizimlarga o'tsak, bu tizimlar 35 mm uglerodli po'latni ham kesib chiqadi, garchi buning uchun sezgina sekinroq ishlash kerak bo'lsa ham. Bu keng imkoniyat tufayli lazer bilan kesish qalinligi faqat 1 dan 3 mm gacha bo'lgan avtomobil korpus panellari kabi ingichka detalldan tortib, odatda 15 dan 25 mm oralig'ida o'lchanadigan og'ir mexanizmlardagi katta qalin detallargacha bo'lgan hamma narsa uchun amaliy yechim hisoblanadi.

Oddiy metallarning maksimal va minimal qalinlik doirasi

Ma'lumotlar tolali lazer tizimlari (2–8kV) uchun sanoat me'yoriy ko'rsatkichlarini aks ettiradi

Material xususiyatlari lazer bilan kesish samaradorligiga qanday ta'sir qiladi

Metall issiqlikni qanday o'tkazishi va qaynoq holda erish xususiyati uni qanchalik samarali kesish imkonini berishini belgilaydi. Masalan, nerjlyuvednikli po'latda xrom miqdori ko'p bo'lgani uchun uning qalinligi oddiy uglerodli po'latga teng bo'lganda uni kesish uchun taxminan 15% ortiqcha energiya talab qilinadi. Shuningdek, aluminiy ham bor, u esa kesish jarayonida issiqlikning tarqalishini boshqarish uchun ishlab chiqaruvchilar tez-tez azot-argon aralashmasi kabi maxsus gaz aralashmalariga o'tishga majbur bo'ladigan darajada issiqlikni yaxshi aks ettiradi. 2024-yildagi so'nggi ishlab chiqarish sanoati ma'lumotlari shuni ham ko'rsatmoqda.

Lazer quvvati maksimal metall qalinligini qanday belgilaydi

Lazer quvvati va material qalinligi o'rtasidagi bog'liqlik tushuntirilgan

Lazer quvvati, kilovatt (kV) o'lchov birligida o'lchanadi va asosan materialga issiqlikni jamlash orqali qancha qalin metallarni kesishini belgilaydi. Haqiqatan ham qattiq materiallar bilan ishlaganda yuqori quvvatli lazerlar tezlikni saqlab turadi va ishlab chiqarish muhitida juda muhim bo'lgan sifatni saqlab turadi. Raqamlarga e'tibor bering: 6 kV li mashina o'zining 3 kV lik nusxasiga qaraganda taxminan 2,5 marta yuqori cho'qqi quvvat zichligini ishlab chiqaradi. Bu amalda nima anglatadi? Bunday kuchli sozlanma 12 mm dan ortiq qalinlikdagi karbonatli po'latlarda ishlashda qiynalmaydi, ya'ni 25 mm karbonatli po'latni kesib tashlay oladi. Ko'plab korxonalar shunchaki talab qilinadigan sanoat dasturlarida ishlarni tezroq va qiyinchiliklarsiz bajara olishlari uchun yuqori hajmli uskunalarga o'tishdi.

Lazer quvvati bo'yicha maksimal metall qalinligi (3 kV, 6 kV, 8 kV)

Yuqori vattar kerf kengligini qalin bo'ron kesishda 18–22% ga kamaytiradi, materiallarning chiqindisini minimallashtiradi.

Karbonatli po'lat, Ruxsiz po'lat, Alyuminiy va Mis bo'yicha Kesish Samaradorligi

• Uglerodli po'lat : Lazur bilan kesish uchun ideal; 6kV tizimlari 25mm plastinkalarda samarali tezlikda toza kesim hosil qiladi
• Zanglamaydigan po'lat : Tarkibiga ko'ra karbonatli po'tgandan 25% yuqori quvvat zichligini talab qiladi
• Alyuminiy : Yorug'likni yaxshi aks ettirishi 30–40% yuqori quvvat sarfini talab qiladi, hatto 8kV li lazerlar bilan ham amaliy qalinligi 20mm chegarasida cheklangan
• Боғий : 10mm dan ortiq ishonchli kesish uchun tez issiqlik tarqalish 15 kW+ tizimlarni talab qiladi, bu erda yordamchi gazni optimallashtirish muhim ahamiyatga ega

Ma'lumotlar Tahlili: 6kV Tol Lazerlar 25mm gacha Bo'lgan Karbonatli Po'tganni Samarali Kesadi

Sanoat ma'lumotlari 6kV tol lazerlari po'tganni ishlab chiqarishda optimal samaradorlikni ta'minlaydiganligini, 25mm plastinkalarni 93% energiya samaradorligi cO₂ lazerlarining 78% ga qaraganda. 2023-yilgi Sanoat Lazer Hisobotida aytilishicha, ushbu quvvat klassi 25mm gacha qalinlikdagi materiallar bilan ishlashda 8kV tizimlariga nisbatan har bir kesish xarajatlarini 40% ga kamaytiradi.

Fiber lazer va CO2 lazer : Qaysi biri qalinroq metallarga yaxshiroq darajada xizmat ko'rsatadi?

Nur sifati va fokus chuqurligi metaller qalinligiga nisbatan

Tolali lazerlar tomonidan chiqarilgan to'lqin uzunligi taxminan 1,06 mikrometr, bu esa CO2 lazerlarining 10,6 mikrometriga nisbatan o'n baravar qisqaroq. Ushbu farq tufayli, tolali lazerlar CO2 texnologiyasi bilan ko'rgan katta 0,15 dan 0,20 millimetrgacha bo'lgan o'lchov o'rniga 0,01 va 0,03 millimetr o'lchovli ancha kichikroq fokus nuqtalarini yaratadi. Bu amalda nimani anglatadi? Bu esa har kvadrat santimetrda 100 dan 300 megavattgacha energiya zichligini hosil qiladi. Bu ko'pdan-ko'p ko'rinadi, bu ko'rinishda ko'proq ko'rinadi. Bu yuqori konsentratsiya tolali lazerlarning qalinroq metall materiallarga chuqurroq kirib borishiga imkon beradi. Qayta taʼkidlash kerak boʻlgan afzallik shundaki, tolali lazerlar 30 mm qalinlikdagi po'lat plitalar bilan ishlashda oʻzlarining fokusini 0,5 mm ichida barqaror ushlab turishadi. Shu bilan birga, an'anaviy CO2 lazer tizimlari taxminan 15 mm qalinlikdan o'tganidan so'ng gaz oqimi tufayli nurli divergensiya va turbulensiya bilan bog'liq muammolarga duch kelishadi.

Nima uchun tolali lazerlar qalin materiallarni kesishda CO2 lazerlardan yaxshiroq ishlaydi

Zamonaviy 8–12 kW quvvatdagi tolali lazerlar 30 mm li karbonli po'latni 0.8 m/daqiqada ±0.1 mm aniqlikda kesadi, shu esa ekvivalent CO2 tizimlaridan ilg'or — ular faqat 0.3 m/daqiqada ±0.25 mm aniqlikda kesish imkoniyatiga ega. Ushbu ustunlikning uchta sababi quyidagilardan iborat:

1. Quvvat uzatish samaradorligi : Tolali lazerlar elektr energiyasining 35–45% ni kesish energiyasiga aylantiradi, CO2 lazerlar esa faqat 8–12% ni
2. To'lqin uzunligini so'rtilishi : 1,06 μm nur liniyasi po'lat va alyuminiyda 60–70% so'rtilishga erishadi, CO2 uchun bu ko'rsatkich 5–15% atrofida
3. Gaz iste'moli : Tolali tizimlar 25 mm dan qalinroq metallarda torroq kesish teshigiga ega bo'lgani uchun 40% kamroq yordamchi gaz ishlatadi

2024-yilda o'tkazilgan taqqoslash o'rganishida 6 kW quvvatdagi tolali lazerlar CO2 alternativlariga nisbatan 20 mm liroq nerjli po'latni qayta ishlash narxini tonnasiga $74 ga kamaytirgan, bu tezroq tsikllar va gazdan kamroq foydalanish tufayli amalga oshirilgan.

Metallga xos kesish chegaralari va qiyinchiliklar

Materiallarga xos xususiyatlar tufayli metallarni lazer bilan kesish samaradorligi sezilarli darajada farq qiladi. Sanoat ishlab chiqarishda yuqori sifatli natijalarga erishish uchun ushbu farqlarni anglash muhim ahamiyatga ega.

Karbon va polirovka qilingan po'lat: Qalinlik me'yoriy ko'rsatkichlari va kesim sifati

Tolali lazerlar karbon po'latni 25 mm gacha qayta ishlashi mumkin, ammo 20 mm dan oshgan qalinlikda gaz bosimini optimallashtirmaslik natijasida kesim sirtining tekis emasligi 35% ga oshadi. Azot yordamchi gazi ishlatilganda, polirovka qilingan po'lat 30 mm gacha toza, ranga o'zgartirishsiz chegaraga ega bo'ladi — bu oziq-ovqat sanoati va tibbiyot uskunalari ishlab chiqarish uchun juda muhim.

Alyuminiy: Aks etish qiyinchiliklari va amaliy qalinlik chegaralari

Alyuminiyning yuqori aks ettiruvchanligi lazer energiyasini so'rilib olishni 30–40% kamaytiradi, hatto 8 kVt quvvatdagi tizimlarda ham 15 mm dan qalinroq varaqalarni iqtisodiy jihatdan qayta ishlash qiyin bo'ladi. Biroq, 1070 nm to'lqin uzunligida ishlaydigan ilg'or tolali lazerlar 6 mm li alyuminiy varaqni 1,8 m/daq tezlikda kesish imkonini beradi — bu CO₂ alternativlariga qaraganda 60% tezroq.

Mis va qalay: Yuqori issiqlik o'tkazuvchanlikka qarshi kurash

5 mm li varaqda 0,25 mm kesish kengligini saqlash uchun mis tez issiqlik tarqatishi tufayli 6 kW lik lazerlarga ehtiyoj bo'ladi, bu po'latga qaraganda 50% yuqori quvvat zichligini talab qiladi. Qorich pulsli rejimlarga yaxshi javob beradi, yaqinda o'tkazilgan sinovlar moslashtiriladigan nozzl dizaynlari bilan 4,2 m/daqiqada toza 8 mm kesishni ta'minlashini ko'rsatdi.

Ruxsat etilgan qalinlikdagi aniq kesish: amaliy misol

Havo-kosmik ishlab chiqaruvchilar odatda azot yordamchi 4 kW sochakli lazerlardan foydalangan holda 15 mm ruxsatda ±0,1 mm aniqlikka erishadi va 1,5 m/daqiqada drossiz kesish hosil qiladi. 20 mm dan qalinroq qatlamlar uchun xarajatlarni ma'qul saqlash uchun g'arri laser-plasma tizimlaridan foydalanish kerak bo'ladi.

Qo'shimcha gazlar va kesish parametrlarining qalinlikdagi ishlashdagi roli

Kislorod, Azot va Havo: Qo'shimcha gazlarning kesish chuqurligi va sifatiga ta'siri

To'g'ri yordamchi gaz kesish chuqurligi, tezligi va hosil bo'ladigan chetlar sifatiga bevosita ta'sir qiladi. Karbon po'latni kesishda kislorod ishni ancha tezlashtiradi, chunki u juda issiq ekzotermik reaktsiyalarni hosil qiladi, lekin bu keyinroq qo'shimcha ish talab qiladigan oksidlangan chetlarni qoldirib yuboradi. Azot esa material atrofida himoya qobiqqa o'xshab ishlaydi, shu sababli hamoyonli po'lat va alyuminiyni kesganda toza ko'rinishini saqlaydi. Yupqa metall plastinkalar bilan ishlaydigan va byudjetga e'tibor beradigan foydalanuvchilar uchun boshqa variantlarga qaraganda unchalik tekis chetlar bermasa ham, siqilgan havo yaxshi tanlov bo'lishi mumkin. Shuningdek, gazning tozaligi ham muhim. Ko'plab korxonalar kesish sifatini doim barqaror ushlab turish uchun kamida 99,97% toza kislorod yoki 99,99% gacha bo'lgan azotdan foydalanadi.

Gaz tanlovida tezlik, ajralmalar va erishiladigan qalinlik o'rtasidagi muvozanat

Operatorlar loyiha talablari asosida gazni tanlashlari kerak:

• Kislorod : 10 mm atrofida bo'lgan uglerodli po'lat uchun tezlikni 25–40% ga oshiradi, lekin keyingi ishlov berish talab etiladigan dross hosil qiladi
• Azot : Past quvvat darajasida maksimal qalinlikni cheklaydi, lekin shaffof metall qo'llanmalarida drossni 70% gacha kamaytiradi
• Havo : 0.5–3 mm li aluminiyda tezkor kesishni (daqiqaiga 6 m gacha) ta'minlaydi, lekin issiq deformatsiyaga olib kelishi mumkin

Qalin qismlarni kesishni optimallashtirish uchun aqlli gaz boshqaruv tizimlari

Yaxlitlangan nazorat tizimlari materialni haqiqiy vaqtda sezgich orqali aniqlash asosida gaz bosimini (±0,2 bar aniqlikda) va nozzl konfiguratsiyasini avtomatik ravishda sozlaydi. 20–30 mm po'lat plastinalarda bu tizimlar gaz iste'molini 18–22% kamaytirish bilan birga kesish chizig'ining barqarorligini saqlaydi. Integratsiyalangan monitoring murakkab konturlarda chiqindilarni oldini oladi.

Qalinlikdagi kesish tezligi, aniq va quvvat barqarorligini muvozanatlantirish

Qalinroq materiallar bilan ishlayotganda, operatorlar jarayonni sezilarli darajada sekinlashtirishlari kerak. Masalan, 25 mm po'latni odatda daqiqaiga 0,8 dan 1,2 metrgacha tezlikda kesish va 20 dan 25 bar gacha bo'lgan azot bosimida ishlash talab etiladi. Boshqa tomondan, 1 dan 3 mm gacha bo'lgan ingichka varaqalar 8 dan 12 bar gacha kislorod bosimi sozlanganda daqiqaiga taxminan 8 dan 12 metrgacha tezlikda kesilganda eng yaxshi natija beradi. Nozul bilan material sirti orasidagi masofani to'g'ri sozlash ham muhim. Uni 0,5 dan 1,2 mm oralig'ida ushlab turish noxohlanarli turbulentsiyani oldini oladi va qimmatbaho optikani xavfsiz saqlaydi, bu esa ±0,1 mm qat'iy me'yorida ishlash uchun mutlaqo zarur. Turli parametrlarning natijalarga ta'sirini o'rganuvchi ba'zi so'nggi tadqiqotlar qiziqarli narsani aniqladi: do'konlar bazi sozlamalarni moslashtirish orqali gaz xarajatlarini taxminan 30% ga kamaytirishlari mumkin, shu bilan birga texnik talablarga javob beradigan sifatli kesishlarni amalga oshiraveradi.

Tez-tez so'raladigan savollar

3kVt lik lazer maksimal qancha qalinlikdagi materialni kesib o'toladi?

3kV li lazer odatda taxminan 12 mm uglerod po'latini kesishi mumkin, lekin bu turli xomashyolar uchun farq qilishi mumkin.

Neytronli po'latni kislorod o'rniga nima uchun azot afzal ko'riladi?

Azot neytronli po'latning toza, oksidlanmagan chetlarini saqlashga yordam beradi, bu ovqat sanoati va tibbiyot uskunalari kabi sohalarda juda muhim.

Xomashyo xususiyatlari lazer bilan kesish samaradorligiga qanday ta'sir qiladi?

Metallarning issiqlik o'tkazuvchanligi va erish harorati kesish jarayonining samaradorligiga ta'sir qilishi mumkin. Masalan, aluminiy yuqori aks ettiruvchanligi tufayli ko'proq lazer quvvat talab qiladi, shuningdek, mis tez issiqlik tarqatadi, shu sababli ham samarali kesish uchun yuqori quvvat darajasi kerak bo'ladi.

Qalinroq metallarni kesishda nima uchun tolali lazerlar CO2 lazerlardan yaxshiroq ishlaydi?

Tolali lazerlarda quvvat uzatish samaradorligi yuqori, to'lqin uzunligi yutish darajasi yuqori va gaz iste'moli kamroq bo'lib, qalinroq metallarni kesishda ularni yanada samarali qiladi.

Lazerli kesishda yordamchi gazlarning roli qanday?

Kislorod va azot kabi yordamchi gazlar kesish tezligiga, chuqurligiga va qirralar sifatiga ta'sir qiladi. Kislorod karbon po'latini kesishni tezlashtiradi, lekin qirralarni oksidlaydi, azot esa nerjalyuuchiy po'lat va alyuminiy uchun tozaroq kesish imkonini beradi.