Кіраўніцтва для пачаткоўцаў па лазернай рэзцы алюмінія

Ці можа валаконны лазер рэзаць алюміній?

Так, валаконныя лазеры добра рэжуць алюміній: даўжыня хвалі 1064 нм паглынаецца ў алюмініі значна лепш, чым CO2 лазеры, што робіць валакно стандартным выбарам. Валакновы лазер магутнасцю 1.5-2 кВт чыста рэжа да 3 мм, 3 кВт апрацоўвае каля 6-8 мм, 6 кВт дасягае 12-16 мм, а 12 кВт рэжа да 30 мм, хоць якасць абзы пагаршаецца пры таўшчыні больш за 20 мм. Дапамога азоту пад высокім ціскам (15-20 бар) з'яўляецца ключом да атрымання абзы без агіды.

Шчыры адказ складаецца з двух частак. Валакновыя лазеры рэгулярна рэжуць алюміній ва ўсім: ад корпусаў электронікі да кранштэйнаў для аэракасмічнай прамысловасці і паддонаў для акумулятараў электрамабіляў. І алюміній усё яшчэ больш перашкаджае нядбайнай наладцы, чым сталь, таму што дзве ўласцівасці яго матэрыялу непасрэдна супярэчаць фізіцы лазернай рэзкі.

Першая — гэта адбівальная здольнасць: алюміній адлюстроўвае прыкладна 90 працэнтаў прамяня валаконнага лазера з даўжынёй хвалі 1064 нм пры пакаёвай тэмпературы, таму толькі частка пададзенай магутнасці першапачаткова пранікае ў матэрыял. Другая — цеплаправоднасць: пры прыкладна 237 Вт/мК у параўнанні з каля 50 для сталі алюміній адводзіць цяпло з зоны рэзкі амаль у 5 разоў хутчэй. Прамень змагаецца за стварэнне расплавленай ванны, у той час як навакольны ліст актыўна астуджае яго. Усе складанасці ў лазернай рэзцы алюмінія звязаны з гэтымі двума лічбамі.

4 праблемы, якія псуюць алюмініевыя разрэзы (і іх выпраўленні)

ЗАДАЧА 1: Зваротнае адлюстраванне

Чаму гэта адбываеццаНеразрэзаны алюміній дзейнічае як люстэрка пры 1064 нм. Падчас праколвання, перад тым, як утварыцца ванна расплаву, частка прамяня адлюстроўваецца прама назад па аптычным шляху. На неабароненых машынах гэта можа пашкодзіць оптыку рэжучай галоўкі або, у цяжкіх выпадках, саму лазерную крыніцу, таму ў інструкцыях па эксплуатацыі старых крыніц змяшчаліся папярэджанні аб алюмініі.

ВыпраўленнеСучасныя валаконныя лазеры пастаўляюцца з абаронай ад зваротнага адлюстравання (ізалятары і датчыкі, якія пашкоджваюць крыніцу). Пераканайцеся, што ваша крыніца прызначана для адлюстравальных металаў, трымайце галоўку перпендыкулярна, каб адлюстраванні не факусаваліся чыста, і выкарыстоўвайце правільную працэдуру прабівання (павелічэнне магутнасці, невялікая расфакусоўка), каб фаза люстранога адлюстравання доўжылася мілісекунды, а не секунды.

ПРАБЛЕМА 2: Шклянка на ніжнім краі

Чаму гэта адбываеццаВызначальны дэфект алюмінію. Расплаўлены алюміній глейкі, і высокая праводнасць ліста астуджае расплав так хутка, што ён ператвараецца ў кашу, перш чым дапаможны газ паспявае яго выкінуць. Напалову зацвярдзелы метал прыліпае да дна разрэзу і замярзае ў цвёрды, востры шарык, які трэба стачыць. Больш тоўсты ліст пагаршае сітуацыю: аб'ём расплаву большы, акно ўцечкі тое ж самае.

ВыпраўленнеВыкід важнейшы за магутнасць. Прапусціце азот пад высокім ціскам 15-20 бар праз большае сопла, усталюйце адмоўную факусоўку (у матэрыял), каб прапіл заставаўся шырокім унізе і даваў расплаву выхад, і запаволіце падачу на 10-15 працэнтаў у параўнанні з наладамі, эквівалентнымі сталі. Калі шлак застаецца, адрамантуйце газ, сопла, дыстанцыю і факусуйце, перш чым павялічваць магутнасць; дадатковая магутнасць пры дрэнна выкінутым рэзе толькі прывядзе да таго, што будзе трэба ачысціць больш расплаву.

ПРАБЛЕМА 3: Задзірыны і шурпатыя краю на тонкім лісце

Чаму гэта адбываеццаНа лістах таўшчынёй менш за 3 мм звычайная прычына перагортвання: занадта высокая тэмпература, а не занадта нізкая. Залішняя магутнасць або павольная падача пераграваюць мяккі сплаў, краю прапіла аплавляюцца, і разрэз выходзіць з прыпаднятым задзірынам і паласатым шэрым краем замест чыстай светлай паверхні.

ВыпраўленнеХутка рэжце тонкі алюміній умеранай магутнасцю і чыстым азотам. Праверце стан і цэнтраванне сопла (зношанае або нецэнтраванае сопла цягне паток газу ўбок і пакідае задзірыны на адным баку прапіла) і трымайце фокус на паверхні або крыху ніжэй для максімальнай выразнасці краю. Добра адрэжаныя тонкія алюмініевыя лісты павінны сыходзіць са стала бліскучымі, без задзірын і гатовымі да рэзкі.

ПРАБЛЕМА 4: Непаслядоўныя вынікі паміж рознымі сплавамі

Чаму гэта адбываеццаАператары падладжваюць параметры на адной працы і атрымліваюць шлак на наступнай, таму што алюміній — гэта не адзіны матэрыял. Чысты алюміній серыі 1xxx лёгка рэжацца, але моцна шлакуецца. Марскія сплавы серыі 5xxx рэжуць самыя чыстыя з распаўсюджаных сплаваў. Архітэктурная экструзія серыі 6xxx патрабуе ўважлівага кантролю хуткасці, каб пазбегнуць апёку, а высокатрывалая аэракасмічная пліта серыі 7xxx з'яўляецца найбольш адчувальнай да параметраў і схільнай да расколін з усіх.

ВыпраўленнеЗахоўвайце параметры для кожнага сямейства сплаваў, а не для кожнага параметра алюмінію. Калі паступае новы сплаў або нават новая партыя, выканайце кароткі пробны разрэз і пераналадзьце хуткасць і ціск перад тым, як адправіць ліст у друк. 15 хвілін пробных разрэзаў каштуюць менш, чым адно адбракаванае гняздо.

Табліца таўшчыні лазернай рэзкі алюмінію па магутнасці

Найважнейшым адрозненнем у любой заяве аб таўшчыні з'яўляецца максімальная адлегласць ад вытворчай таўшчыні. Максімальная адлегласць азначае, што бэлька павольна праходзіць праз стужку з якасцю краёў, якая можа запатрабаваць перапрацоўкі. Вытворчая таўшчыня азначае стабільную хуткасць, чыстыя краі і паўтаральнасць. Купляйце і прадастаўляйце прапанову па вытворчым нумары.

У 2 нататках па фізіцы тлумачацца, чаму стол выраўноўваецца ўверсе. Маштабаванне магутнасці ў залежнасці ад таўшчыні з'яўляецца сублінейным: падваенне магутнасці павялічвае карысную таўшчыню прыкладна ўдвая, а не ўдвая, таму што паказчык ступені ў залежнасці магутнасці ад таўшчыні складае каля 0.65 для лазернай рэзкі. А ў прыватнасці, на тоўстым алюмініі праводнасць ліста ператварае яго ў цеплаадвод: дадатковая магутнасць распаўсюджваецца ўбок на навакольны метал і павялічвае ванну расплаву хутчэй, чым паглыбляе разрэз, таму ўключэнне магутнасці ў разрэз тоўстага ліста з шлакам звычайна згушчае шлак, а не ачышчае яго.

Для агульнай карціны металу па сталі, нержавеючай сталі і алюмінію на кожным узроўні магутнасці, таўшчыня, хуткасць і магутнасць рэзкі валаконным лазерам змяшчае поўныя табліцы розных матэрыялаў, у якія ўстаўляецца гэтая спецыяльная дыяграма для алюмінію.

Чаму азотная дапамога важная для алюмінію

Дапаможны газ выконвае дзве функцыі пры лазернай рэзцы: ён выкідвае расплаўлены метал з прапіла і кантралюе хімічны склад на паверхні рэзання. У алюмініі абедзве функцыі накіраваны на азот.

✓ Выкід пад ціскамХуткаастываючы алюмініевы расплав павінен пакінуць прарэз, перш чым ён стане вадкім. Азот пад ціскам 15-20 бар праз сопла большага дыяметра забяспечвае механічнае струмень паветра, які ачышчае расплаву за кароткі перыяд яе вадкасці. Гэта самы важны рычаг барацьбы з шлакам.

✓ Інэртны разрэзаны тварКіслародная дапамога, якая ўваходзіць у стандартную кампазіцыю для вугляродзістай сталі, рэагуе з алюмініем, утвараючы цвёрды аксід алюмінію ўнутры і вакол прапілу, што робіць край шурпатым і ўскладняе наступную зварку або анадаванне. Азот падтрымлівае паверхню разрэзу бліскучай, без аксідаў і гатовай да зваркі адразу пасля зваркі.

✓ Ніякай дапамогі ў гарэнні ў любым выпадку нямаКісларод займае сваё месца на вугляродзістай сталі, уносячы экзатэрмічную энергію ў працэс рэзання. Алюміній не прапануе такога бонуса, які варта страты ад аксіду, таму гандаль кіслародам цалкам адмоўная.

✓ Сціснутае паветра як бюджэтны сярэдні варыянтПаветра прыкладна на 78 працэнтаў складаецца з азоту, і сучасныя сістэмы паветра пад высокім ціскам рэжуць тонкі і сярэдні алюміній прымальна, каштуючы толькі долю ад кошту балоннага азоту. Чакайце лёгкага шэрага адцення па краі з-за частковага акіслення. Для шыльдаў і агульнай вытворчасці ён падыходзіць; для падрыхтоўкі да зваркі і анадаваных дэталяў лепш заставацца на азоце.

Практычная заўвага аб кошцеСпажыванне азоту рэзка ўзрастае з ціскам і памерам сопла, што і з'яўляецца менавіта тым, што патрэбна алюмінію. Майстэрні, якія штодня рэжуць алюміній, звычайна хутчэй апраўдваюць выкарыстанне генератара азоту, чым майстэрні, якія працуюць толькі са сталлю, і варыянт з паветранай падтрымкай варта параўнаць з рэальнымі дэталямі, перш чым меркаваць, што адзіным варыянтам будзе газ у балонах.

Заўвага па бяспецы, якую нельга прапускаць: алюмініевы пыл

Дробны алюмініевы парашок выбуханебяспечны, і лазерная рэзка яго ўтварае. Небяспека ўяўляе не сама рэзка, а сістэма пылазбору: алюмініевыя дробныя часціцы, якія назапашваюцца ў фільтрах, ствараюць паліўную нагрузку, і класічным сцэнарыем аварыі з'яўляецца рэзка сталі, іскры якой з'яўляюцца крыніцай узгарання, у сістэму выцяжкі, якая ўжо запоўнена алюмініевым пылам.

Правілы абароны простыя. Падтрымлівайце чысціню сістэмы пылазбору па рэгулярным графіку, ніколі не змешвайце сталёвыя іскры з алюмініевымі фільтрамі (раздзяляйце працу або чысціце фільтры паміж зменамі матэрыялаў) і выконвайце рэкамендацыі вытворцы экстракцыі па вільготных сепаратарах або іскрагасільніках, калі ўтрыманне алюмінію высокае. Кожны цэх валаконнага лазера, які рэжа алюміній у вытворчых аб'ёмах, павінен разглядаць гэта як усталяваную працэдуру, а не як племянныя веды.

STYLECNC Валакновыя лазеры для алюмінію

STYLECNC Станкі для валаконнай лазернай рэзкі пастаўляюцца з канфігурацыяй, якая адпавядае патрабаванням да алюмінію: крыніцы з абаронай ад зваротнага адлюстравання, разлічаныя на адбівальныя металы, контуры дапаможнага газу пад высокім ціскам для працы з азотам пад ціскам ад 15 да 20 бар і бібліятэкі параметраў рэзкі з наладамі алюмінію для кожнага сплаву. лепшы станок для рэзкі металу валаконным лазерам Лінейка ахоплівае дыяпазон ад 1.5 да 6 кВт, дзе знаходзіцца большая частка алюмініевай вытворчасці, і лазерны разак для ліставога металу Канфігурацыя арыентавана на працу з тонкімі і сярэднімі лістамі, якія дамінуюць у вытворчасці карпусоў, шыльдаў і панэляў.

Для майстэрняў, якія працуюць з тоўстымі лістамі, магутны станок для рэзкі металу з валаконным лазерам маштабуецца да класа 12 кВт, дзе вытворчасць алюмінію таўшчынёй 20 мм становіцца рэальнасцю. А для рэальнага ўяўлення пра магчымасці пачатковага ўзроўню, 1000W Відэа рэзкі алюмінію 3 мм валаконным лазерам IPG паказвае, як менавіта выглядае ніжні радок табліцы таўшчыні на рэальным матэрыяле. Звярніцеся да STYLECNC аб'яднайцеся з вашымі сплавамі, дыяпазонам таўшчыні і штомесячным аб'ёмам, каб атрымаць рэкамендацыі па канфігурацыі і газавай сістэме, якія адпавядаюць працы з алюмініем.

Questions fréquemment posées

Ці можа валаконны лазер рэзаць алюміній, не пашкоджваючы сябе?

Так, на любой сучаснай машыне. Гістарычныя асцярогі звязаныя з тым, што алюміній адбівае прыкладна 90 працэнтаў на даўжыні хвалі валакна: падчас праколу неразрэзаная паверхня адлюстроўвае энергію прамяня назад у оптыку, і раней неабароненыя крыніцы могуць быць пашкоджаны. Сучасныя крыніцы валакна пастаўляюцца з ізаляцыяй ад зваротнага адлюстравання і датчыкамі, якія бяспечна рэгулююць памылкі, таму алюміній цяпер з'яўляецца звычайным вытворчым матэрыялам. Перад купляй пераканайцеся ў адбівальнай здольнасці металу крыніцы, а потым рэжце з упэўненасцю.

Чаму на маіх лазерных разрэзах алюмінію ўтвараецца шлак?

Таму што расплаўлены алюміній астывае занадта хутка, каб выйсці. Ліст праводзіць цяпло прыкладна ў 5 разоў хутчэй, чым сталь, таму расплаўлены метал ператвараецца ў кашу ў прапіле і замярзае на ніжнім краі, перш чым газ выкіне яго. Парадак выпраўлення, які працуе: павысіць ціск азоту да 15-20 бар, усталяваць большае сопла, сфакусаваць глыбей (адмоўна) ў матэрыял і павольна падаць на 10-15 працэнтаў. Дадаваць магутнасць толькі пасля таго, як выкід правільны; большая магутнасць пры дрэнна выкінутым разрэзе толькі прывядзе да большай колькасці дзындры.

Якой таўшчыні можа рэзаць лазер алюміній?

Па класе магутнасці, з пункту гледжання вытворчасці: 1 кВт апрацоўвае ад 1 да 2 мм, 3 кВт — каля 4-6 мм, 6 кВт — прыблізна ад 8 да 12 мм, а 12 кВт — ад 12 да 20 мм з максімальнай глыбінёй разрэзу каля 30 мм. Пры глыбіні больш за 20 мм якасць краю пагаршаецца незалежна ад магутнасці, таму што праводнасць алюмінію распаўсюджвае энергію прамяня ўбок у ліст хутчэй, чым паглыбляе разрэз. Пры разліку аб'ектаў працы ўказвайце таўшчыню вытворчасці, а не нумар разрэзу ў брашуры.

Ці патрэбен азот для лазернай рэзкі алюмінію?

Для чыстых, гатовых да зваркі і анадавання краёў — так: азот пад высокім ціскам выкідвае расплаву і абараняе паверхню разрэзу ад аксідаў, а кісларод актыўна пашкоджвае алюміній, утвараючы цвёрды аксід на краі без якіх-небудзь пераваг гарэння. Бюджэтнай альтэрнатывай з'яўляецца сціснутае паветра пад высокім ціскам, якое на 78 працэнтаў складаецца з азоту і прымальна рэжа тонкі і сярэдні алюміній з лёгкім шэрым адценнем краю. Для вырабу шыльдаў і агульнай апрацоўкі можна выкарыстоўваць паветра; падрыхтоўка да зваркі і касметычныя работы павінны заставацца на азоце.

можа CO2 лазерная рэзка алюмінію?

Дрэнна, і гэта не рэкамендуецца. Алюміній адлюстроўвае CO2 Даўжыня хвалі лазера 10.6 мікрона нават мацнейшая за даўжыню хвалі валакна, таму сувязь горшая, рызыка зваротнага адлюстравання вышэйшая, а практычнае акно таўшчыні вузкае. Гэта адна з галоўных прычын, чаму металаапрацоўка рашуча перайшла на крыніцы валакна: прамень 1064 нм паглынае ў алюмініі ў некалькі разоў лепш, ператвараючы маргінальную... CO2 ператварыць у звычайны валакновы працэс.

Чаму розныя алюмініевыя сплавы рэжуцца так па-рознаму?

Хімічны склад сплаваў змяняе паводзіны расплаву. Чысты алюміній серыі 1xxx лёгка рэжацца, але ўтварае найбольшую колькасць шлаку. Маркі 5xxx для марскога рэзання з'яўляюцца фаварытамі ў плане чыстай рэзкі. Архітэктурныя сплавы серыі 6xxx патрабуюць дысцыплінаванага кантролю хуткасці, каб пазбегнуць апёку, а аэракасмічныя пласціны 7xxx з'яўляюцца найбольш адчувальнымі да параметраў і схільнымі да расколін сямействам. Варыяцыі ад партыі да партыі дадаюць яшчэ адзін пласт нават у межах аднаго класа. Рацыянальным рашэннем з'яўляецца бібліятэка параметраў для кожнага сямейства сплаваў і хуткі тэставы разрэз кожны раз, калі паступае новы матэрыял.

Bottom Line

Алюміній выдатна рэжацца на валаконных лазерах, калі ўстаноўка адпавядае яго дзвюм вызначальным уласцівасцям. Адбівальная здольнасць вырашаецца абароненымі сучаснымі крыніцамі і дысцыплінаваным праколам. Праводнасць, корань шлаку і максімальная таўшчыня, вырашаецца эжекцыяй: азот пад высокім ціскам, правільнае сопла, адмоўны фокус і сумленная хуткасць. Супастаўце магутнасць з калонкай таўшчыні вытворчасці, а не з заяўленай адсечкай, захоўвайце параметры для кожнага сплаву і падтрымлівайце чысціню сістэмы пылазбору.

STYLECNC наладзіць валаконна-лазерныя машыны для рэзкі для апрацоўкі алюмінію ад ліставых разцоў магутнасцю 1 кВт да сістэм пласцін магутнасцю 12 кВт, з газавымі контурамі і бібліятэкамі параметраў, неабходнымі для матэрыялу. Дашліце STYLECNC Аб'яднайце дыяпазон таўшчынь і сплаваў, каб атрымаць рэкамендацыю, заснаваную на прыведзеных вышэй лічбах.