Analýza laserového rezania pre titánové materiály

Rezanie laserom je bežne používaný-proces spracovania s vysokou presnosťoutitán a materiály zliatin titánu. Široko sa používa v leteckom a kozmickom priemysle, v medicínskych zariadeniach, chemických zariadeniach a iných oblastiach vďaka malej zóne ovplyvňovanej teplom, -vysokokvalitným ostriam a vysokej flexibilite,

 

 

Hlavným technickým princípom rezania laserom je tepelný efekt laserových lúčov s vysokou -energiou{1}}hustoty a proces rezania odparovaním:

 

1. Vysokovýkonný-laser je namierený na povrch titánového materiálu. Môže okamžite zvýšiť miestnu teplotu na bod varu titánu a spôsobiť rýchle vyparovanie materiálu a vytváranie dier.

 

2. Cez trysku reznej hlavy sa vystrekne pomocný plyn. Odfúkne odparený titán zo zóny rezu a zabráni prístupu vzduchu. Zabraňuje tak reakcii titánu s kyslíkom pri vysokých teplotách a vytvára krehký oxid titánu.

 

3. Keď sa laserový lúč a obrobok navzájom pohybujú, otvory sa roztiahnu pozdĺž reznej dráhy a nakoniec vytvoria súvislý rezný povrch.

 

 

 

Fyzikálne vlastnosti ovplyvňujú ich obtiažnosť rezania a špecifiká procesu:

 

1. Vysoká reaktivita: Titán ľahko reaguje s prvkami, ako O, N a H pri vysokých teplotách. Oxid titánu znižuje húževnatosť reznej hrany a môže dokonca spôsobiť praskliny, takže musíme použiť ochranu inertným plynom.

 

2. Vysoká tepelná vodivosť: Titán má nižšiu tepelnú vodivosť ako oceľ, ale je vyšší ako nehrdzavejúca oceľ. Počas rezania sa teplo ľahko odvádza do okolia. Vyžaduje presné ovládanie výkonu lasera a rýchlosti rezania, aby sa predišlo príliš veľkej tepelne-ovplyvňovanej zóne .

 

3. Vysoké body topenia/varu: Potrebujeme laserový lúč s vyššou hustotou energie. Zvyčajne by sme mali zvoliť vláknový laser a kontrolovať priemer zaostreného bodu medzi 0,1–0,3 mm.

 

4. Výhody kvality rezania: Na rozdiel od rezania plazmou a rezania vodným lúčom majú laserom-rezané titánové materiály hladké prierezy-a vysokú kolmosť. Môžu spĺňať požiadavky na vysoko-presné komponenty bez následného brúsenia.

 

 

1. Predúprava materiálu a upínanie

Pred rezaním odstráňte olejové škvrny a oxidové šupiny z povrchu titánového materiálu, aby ste predišli nečistotám ovplyvňujúcim kvalitu rezu.

Počas rezania použite vákuovú adsorpciu alebo špeciálne prípravky na udržanie obrobku pevne na mieste, aby ste zabránili tepelnej deformácii spôsobovať rozmerové odchýlky.

 

2. Rozdiely medzi rezaním hrubých a tenkých plechov

Tenké dosky (＜3 mm): Zvýšte rýchlosť rezania, znížte výkon lasera a minimalizujte oblasť ovplyvnenú teplom-. Môže byť vhodný na presné spracovanie dielov (lekárske implantáty).

Hrubé platne (＞10 mm): Je potrebné zvýšiť výkon lasera v kombinácii s pulzným režimom pre segmentové a viacnásobné rezanie. Medzitým musíme zvýšiť tlak pomocného plynu, aby sme zabezpečili úplné vyprázdnenie trosky.

 

 

Problémy	Príčiny	Riešenia
Oxidácia a zmena farby rezných hrán	Nedostatočná čistota/nízky tlak pomocného plynu	Použite argón vysokej-čistoty; zvýšiť tlak plynu
Otrepy na reze	Odchýlka ohniskovej polohy/príliš vysoká rýchlosť	Kalibrujte ohnisko; znížiť rýchlosť rezania
Príliš veľká zóna ovplyvnená teplom-	Príliš vysoký výkon lasera/príliš nízka rýchlosť	Optimalizujte výkon-prispôsobenie rýchlosti; použite pulzný laser
Deformácia dosky	Koncentrácia tepla/nedostatočné upnutie	Pridajte chladiace opatrenia; na fixáciu použite viac{0}}bodové upínadlá