Titano medžiagų pjovimo lazeriu analizė

Pjovimas lazeriu yra plačiai naudojamas didelio{0}}tikslumo apdorojimo procesastitano ir titano lydinių medžiagos. Jis plačiai taikomas aviacijos erdvėje, medicinos prietaisuose, cheminėje įrangoje ir kitose srityse dėl mažos šilumos{1}}paveiktos zonos, aukštos-kokybiškos pjovimo briaunos ir didelio lankstumo,

 

 

Pagrindinis techninis pjovimo lazeriu principas yra didelio{0}}energijos-tankio lazerio spindulių šiluminis efektas ir garinimo pjovimo procesas:

 

1. Didelės-galios lazeris nukreipiamas į titano medžiagos paviršių. Jis gali akimirksniu pakelti vietinę temperatūrą iki titano virimo taško, todėl medžiaga greitai išgaruoja ir susidaro skylės.

 

2. Pagalbinės dujos išpurškiamos per pjovimo galvutės antgalį. Jis išpučia išgaravusį titaną iš pjovimo zonos ir neleidžia patekti į orą. Taigi jis neleidžia titanui reaguoti su deguonimi esant aukštai temperatūrai ir sudaro trapų titano oksidą.

 

3. Kai lazerio spindulys ir ruošinys juda vienas kito atžvilgiu, skylės ištemptos palei pjovimo kelią ir galiausiai suformuos ištisinį pjovimo paviršių.

 

 

 

Fizinės savybės turi įtakos jų pjovimo sunkumui ir proceso ypatumams:

 

1. Didelis reaktyvumas: aukštoje temperatūroje titanas lengvai reaguoja su elementais, tokiais kaip O, N ir H. Titano oksidas sumažina pjovimo briaunos tvirtumą ir netgi gali sukelti įtrūkimus, todėl turime naudoti apsaugą nuo inertinių dujų.

 

2. Aukštas šilumos laidumas: titano šilumos laidumas yra mažesnis nei plieno, bet didesnis nei nerūdijančio plieno. Pjovimo metu šiluma lengvai patenka į aplinką. Reikia tiksliai valdyti lazerio galią ir pjovimo greitį, kad būtų išvengta pernelyg didelės karščio{3}}veikiamos zonos.

 

3. Aukštos lydymosi / virimo temperatūros: mums reikia didesnio energijos tankio lazerio spindulio. Paprastai turėtume pasirinkti pluoštinį lazerį ir valdyti fokusuoto taško skersmenį nuo 0,1 iki 0,3 mm.

 

4. Pjovimo kokybės pranašumai: skirtingai nuo plazminio pjovimo ir pjovimo vandens srove, lazeriu pjaustytų titano medžiagų skerspjūviai yra lygūs ir statmena, jos gali atitikti didelio tikslumo komponentų reikalavimus be šlifavimo.

 

 

1. Medžiagos išankstinis apdorojimas ir suspaudimas

Prieš pjaustydami pašalinkite alyvos dėmes ir oksidų apnašas nuo titano medžiagos paviršiaus, kad išvengtumėte nešvarumų, turinčių įtakos pjovimo kokybei.

Pjovimo metu naudokite vakuuminę adsorbciją arba specialius įtaisus, kad ruošinys tvirtai laikytųsi vietoje, kad šiluminė deformacija nesukeltų matmenų nuokrypių.

 

2. Skirtumai tarp storų ir plonų plokščių pjovimo

Plonos plokštės (＜3 mm): padidinkite pjovimo greitį, sumažinkite lazerio galią ir sumažinkite karščio{1}}veikiamą zoną. Jis gali būti tinkamas preciziniam dalių apdorojimui (medicininiams implantams).

Storos plokštės (＞10 mm): reikia padidinti lazerio galią, derinant su impulsiniu režimu segmentiniam ir daugkartiniam pjovimui. Tuo tarpu turime padidinti pagalbinių dujų slėgį, kad būtų užtikrintas visiškas šlako išleidimas.

 

 

Problemos	Priežastys	Sprendimai
Pjovimo briaunų oksidacija ir spalvos pasikeitimas	Nepakankamas pagalbinių dujų grynumas/žemas slėgis	Naudokite didelio{0}}grynumo argoną; padidinti dujų slėgį
Įpjovos ant pjūvio	Židinio padėties nuokrypis / per didelis greitis	Sukalibruokite židinio tašką; sumažinti pjovimo greitį
Pernelyg didelė karščio{0}}veikiama zona	Per didelė lazerio galia / per mažas greitis	Optimizuoti galios{0}}greičio suderinimą; naudoti impulsinį lazerį
Plokštės deformacija	Šilumos koncentracija/nepakankamas suspaudimas	Pridėti aušinimo priemones; fiksavimui naudokite kelių{0}}taškų šviestuvus