Kutteprosess av aluminium og aluminiumslegering med fiberlaser-skjæremaskin

Optisk fiber laserskjæremaskin kan behandle ikke-jernholdig metall aluminium og aluminiumslegering

Ikke-jernholdige metaller refererer generelt til alle metaller unntatt jern (og noen ganger mangan og krom) og jernbaserte legeringer. Aluminium og dets legeringer er også ikke-jernholdige metaller. I metallbearbeidingsindustrien er laserskjæremaskiner vanlig prosessutstyr. Fiberlaserskjæremaskiner kan behandle aluminium og dets legeringer. La oss lære om laserskjæring av aluminium og aluminiumslegeringer.

Laserskjæring av aluminium og dets legeringer:

Rent aluminium er vanskeligere å kutte enn jernbaserte metaller på grunn av dets lave smeltepunkt, høye varmeledningsevne, og spesielt den lave absorpsjonshastigheten for CO2-lasere. Ikke bare er skjærehastigheten lav, men også den nedre kanten av skjæret er utsatt for slaggklebing og skjæreoverflaten er ru. På grunn av inkludering av andre legeringselementer i aluminiumslegeringer, øker absorpsjonen av CO2 og laserlys i fast tilstand, noe som gjør det lettere å kutte enn rent aluminium, med litt større skjæretykkelse og hastighet. For tiden bruker kutting av aluminium og dets legeringer vanligvis CO2-laser, kontinuerlig laser eller pulslaser.

CO2-gass kontinuerlig laserskjæring:

（1） Laserkraft.

Laserkraften som kreves for å kutte aluminium og dets legeringer er større enn den som kreves for å kutte jernlegeringer. En laser med en effekt på 1 kW kan kutte industrielt rent aluminium med en maksimal tykkelse på ca. 2 millimeter og aluminiumslegeringsplater med en maksimal tykkelse på ca. 3 millimeter. En laser med en effekt på 3 kW kan kutte industrielt rent aluminium med en maksimal tykkelse på ca. 10 mm. Laseren har en effekt på 5,7 kw og kan kutte industrielt rent aluminium med en maksimal tykkelse på ca 12,7 mm og en skjærehastighet på opptil 80 cm/min.

(2) Type og trykk på hjelpegassen.

Når du skjærer aluminium og dets legeringer, har typen og trykket til hjelpegasser en betydelig innvirkning på skjærehastighet, vedheft av skjæreslagg og ruhet av skjæreoverflaten.

Ved å bruke O2 som en hjelpegass, er skjæreprosessen ledsaget av en oksidativ eksoterm reaksjon, som er gunstig for å forbedre skjærehastigheten. Imidlertid dannes oksidslagg med høyt smeltepunkt og høy viskositet, Al2O3, i hakket. Når slagget flyter i snittet, på grunn av det høye varmeinnholdet, blir den dannede skjæreoverflaten tykkere på grunn av sekundær smelting. På den annen side, når slagget slippes ut til bunnen av kuttet, på grunn av avkjøling av hjelpeluftstrømmen og varmeledning av arbeidsstykket, øker viskositeten ytterligere og fluiditeten blir dårlig, og danner ofte klebrig slagg som er vanskelig å skrelle av på undersiden av arbeidsstykket. For å gjøre dette må trykket på gassen økes. Samtidig er skjæreoverflaten som oppnås ved bruk av CO2 som hjelpegass relativt grov. Når skjærehastigheten nærmer seg maksimal skjærehastighet, forbedres ruheten til skjæreoverflaten.

Med N2 som hjelpegass, siden N2 ikke reagerer med basismetallet under skjæreprosessen, er ikke borbarheten til slagget særlig god, og selv om den henges i bunnen av kuttet er den lett å fjerne. Derfor, når gasstrykket er større enn 0,5 MPa, kan en slaggfri skjæring oppnås, men skjærehastigheten er lavere enn hjelpegassen. Tvert imot er forholdet mellom ruhet og omsetningshastighet i utgangspunktet lineært. Jo mindre omsetningshastighet, jo mindre ruhet. I tillegg er innholdet av legeringselementer lavt, og skjæreoverflatens ruhet er stor. Imidlertid er skjæreflateruheten til aluminiumslegeringer med høyt innhold av legeringselementer liten.

Ved kutting av aluminiumslegeringer for luftfart brukes også dobbel hjelpeluftstrøm. Det vil si at den indre dysen avgir nitrogen, og den ytre dysen avgir en oksygenstrøm, med et gasstrykk på 0,8M pa, kan det oppnås en skjæreflate fri for limrester.

(3) Kutteprosess og parametere.

De viktigste tekniske problemene ved kontinuerlig CO2-laserskjæring av aluminium og aluminiumslegeringer er å eliminere slagginneslutninger og forbedre skjæreoverflatens ruhet. I tillegg til å velge passende hjelpegass og skjærehastighet, kan følgende tiltak også tas for å hindre slaggdannelse.

1. Forbelegg et lag med grafittbasert anti-klebemiddel på baksiden av aluminiumsplaten.

Filmen som brukes til å pakke aluminiumslegeringsplater kan også forhindre at slagg fester seg.

Tabell 2-6 Referansematerialer for CO 2 -laserskjæring av A1CuMgmn-legering.

Tabell 2-7 CO 2 laserskjæringsparametere for aluminiumslegering, aluminiumsinkkobberlegering og aluminiumsilisiumlegering.