Skärningsprocess av aluminium och aluminiumlegering med fiberlaserskärmaskin

Optisk fiberlaserskärmaskin kan bearbeta icke-järnmetall aluminium och aluminiumlegering

Icke-järnmetaller avser i allmänhet alla metaller utom järn (och ibland mangan och krom) och järnbaserade legeringar. Aluminium och dess legeringar är också icke-järnmetaller. Inom metallbearbetningsindustrin är laserskärmaskiner vanlig bearbetningsutrustning. Fiberlaserskärmaskiner kan bearbeta aluminium och dess legeringar. Låt oss lära oss om laserskärning av aluminium och aluminiumlegeringar.

Laserskärning av aluminium och dess legeringar:

Rent aluminium är svårare att skära än järnbaserade metaller på grund av dess låga smältpunkt, höga värmeledningsförmåga och särskilt dess låga absorptionshastighet för CO2-lasrar. Inte bara är skärhastigheten långsam, utan även den nedre kanten av skäret är benäget att fastna i slagg och skärytan är grov. På grund av införandet av andra legeringselement i aluminiumlegeringar ökar absorptionen av CO2 och laserljus i fast tillstånd, vilket gör det lättare att skära än rent aluminium, med en något större skärtjocklek och hastighet. För närvarande använder skärningen av aluminium och dess legeringar vanligtvis CO2-laser, kontinuerlig laser eller pulsad laser.

CO2 gas kontinuerlig laserskärning:

（1） Laserkraft.

Lasereffekten som krävs för att skära aluminium och dess legeringar är större än den som krävs för att skära järnlegeringar. En laser med en effekt på 1 kW kan skära industriellt rent aluminium med en maximal tjocklek på cirka 2 millimeter och aluminiumlegeringsplåtar med en maximal tjocklek på cirka 3 millimeter. En laser med en effekt på 3 kW kan skära industriellt rent aluminium med en maximal tjocklek på cirka 10 mm. Lasern har en effekt på 5,7 kw och kan skära industriellt rent aluminium med en maximal tjocklek på ca 12,7 mm och en skärhastighet på upp till 80 cm/min.

(2) Typ och tryck för hjälpgasen.

Vid skärning av aluminium och dess legeringar har typen och trycket av hjälpgaser en betydande inverkan på skärhastigheten, vidhäftningen av skärslagg och skärytans grovhet.

Genom att använda O2 som hjälpgas åtföljs skärprocessen av en oxidativ exoterm reaktion, vilket är fördelaktigt för att förbättra skärhastigheten. Däremot bildas oxidslagg med hög smältpunkt och hög viskositet, Al2O3, i skåran. När slaggen rinner i snittet, på grund av dess höga värmeinnehåll, blir den bildade skärytan tjockare på grund av sekundär smältning. Å andra sidan, när slaggen släpps ut till botten av snittet, på grund av kylningen av hjälpluftflödet och arbetsstyckets värmeledning, ökar viskositeten ytterligare och fluiditeten blir dålig, vilket ofta bildar klibbig slagg som är svårt att skala av på undersidan av arbetsstycket. För att göra detta måste gasens tryck ökas. Samtidigt är skärytan som erhålls med CO2 som hjälpgas relativt grov. När skärhastigheten närmar sig den maximala skärhastigheten förbättras skärytans grovhet.

Med N2 som hjälpgas, eftersom N2 inte reagerar med basmetallen under skärprocessen, är slaggens borrbarhet inte särskilt bra, och även om den hängs i botten av snittet är den lätt att ta bort. Därför, när gastrycket är större än 0,5 MPa, kan en slaggfri skärning erhållas, men skärhastigheten är lägre än den för hjälpgasen. Tvärtom är förhållandet mellan grovhet och omsättningshastighet i grunden linjärt. Ju mindre omsättningshastighet, desto mindre grovhet. Dessutom är innehållet av legeringselement lågt och skärytans grovhet är stor. Emellertid är skärytans grovhet hos aluminiumlegeringar med högt innehåll av legeringselement liten.

Vid skärning av flygaluminiumlegeringar används också dubbelt hjälpluftflöde. Det vill säga, det inre munstycket avger kväve, och det yttre munstycket avger en syreström, med ett gastryck på 0,8 M pa, en skäryta fri från limrester kan erhållas.

(3) Skärprocess och parametrar.

De huvudsakliga tekniska problemen vid kontinuerlig laserskärning av CO2 av aluminium och aluminiumlegeringar är att eliminera slagginneslutningar och förbättra skärytans grovhet. Förutom att välja lämplig hjälpgas och skärhastighet kan följande åtgärder även vidtas för att förhindra slaggbildning.

1. Förbelägg ett lager grafitbaserat anti-klibbmedel på baksidan av aluminiumplattan.

Filmen som används för förpackning av aluminiumplåtar kan också förhindra att slagg fastnar.

Tabell 2-6 Referensmaterial för CO 2 -laserskärning av A1CuMgmn-legering.

Tabell 2-7 CO 2 laserskärningsparametrar för aluminiumlegering, aluminiumzinkkopparlegering och aluminiumkisellegering.