La coupe au laser est la technologie de coupe la plus avancée au monde. Elle peut couper la plupart des matériaux métalliques et non métalliques et peut être utilisée dans de nombreuses industries. Il présente les avantages d'une fabrication précise, d'une coupe flexible, d'un traitement spécial, d'un moulage unique, d'une vitesse rapide et d'une grande efficacité, et peut résoudre de nombreux problèmes qui ne peuvent être résolus par des méthodes conventionnelles. Cet article parle de la coupe au laser.

La coupe laser est un processus dans lequel le faisceau laser émis par le générateur laser est focalisé par la lentille pour former une petite tache lumineuse à haute énergie au point focal, de sorte que la tache lumineuse est focalisée à la bonne position du matériau, qui absorbe l'énergie laser par le matériau, vaporise, fusionne, able ou atteint le point d'inflammation rapidement, et coopère avec le gaz auxiliaire haute pression (y compris le dioxyde de carbone, l'oxygène, l'azote, etc.) pour souffler le laitier fondu. La tête laser est entraînée par un servomoteur programmable. La tête de coupe se déplace avec le faisceau lumineux sur le matériau selon une trajectoire prédéterminée, de sorte que la pièce de travail de différentes formes peut être coupée.

La lumière est rouge - orange - jaune - Vert, peut être absorbée par l'objet, peut également être réfléchie; Le laser est aussi la lumière, selon la longueur d'onde peut également refléter différentes caractéristiques. Le milieu de gain du générateur laser (c'est - à - dire le milieu qui convertit l'énergie électrique en laser) détermine la longueur d'onde, la puissance de sortie et le champ d'application du laser. Le milieu de gain du laser peut être divisé en gaz, liquide et solide. Le laser CO2 est représentatif du gaz. Les lasers à fibres, les lasers YAG, les lasers Ruby et les lasers semi - conducteurs sont représentatifs des solides. Les lasers liquides utilisent certains liquides (habituellement des solvants organiques, comme les colorants) comme milieu de travail pour produire des lasers, émettant des lasers.

Différents matériaux de coupe peuvent absorber différentes longueurs d'onde laser, de sorte qu'un générateur laser approprié est nécessaire. À l'heure actuelle, le générateur laser à fibres optiques est le plus largement utilisé dans l'industrie automobile.

Les méthodes de coupe au laser sont principalement divisées en coupe par fusion, coupe par oxydation, coupe par vaporisation, coupe par rupture guidée, etc. Les méthodes de coupe doivent être choisies en tenant compte de leurs caractéristiques et du matériau de la plaque, et parfois de la forme de la coupe. La coupe par vaporisation laser nécessite plus de chaleur que la fusion, ce qui est approprié pour la coupe de matériaux métalliques et non métalliques très minces. La coupe par oxydation laser est plus rapide avec la chaleur de réaction entre l'oxygène et le métal, et la qualité de la fente est relativement mauvaise, ce qui est approprié pour la coupe de tôles épaisses. La coupe par fusion laser est largement utilisée dans l'industrie automobile et de la tôle en raison de l'utilisation de gaz de protection, de la prévention des éclaboussures de laitier, du nivellement des coutures et de la bonne qualité de coupe. En outre, la coupe par fusion et la coupe par gazéification peuvent obtenir des coutures de coupe sans oxydation, ce qui est important pour la coupe avec des exigences particulières.

Le processus de coupe au laser est relativement simple. Selon les différents produits, le chemin de coupe au laser et le programme de paramètres sont réglés à l'avance. Généralement, les trous sont coupés en premier, puis les bords sont coupés. La production de coupe peut être effectuée directement après la mise en service de la première pièce. Mais il n'est pas facile de couper le meilleur produit, qui est étroitement lié au matériau de coupe, au mode laser, à la puissance, à la vitesse de coupe, à la pression du gaz auxiliaire, etc.

Le laser a généralement trois modes de fonctionnement: le mode continu, le mode Modulation et le mode impulsion.

En mode continu, la puissance de sortie du laser est constante, ce qui rend l'entrée de chaleur dans la tôle plus uniforme. Il est adapté à la coupe rapide dans des conditions générales. D'une part, il peut améliorer l'efficacité de travail, d'autre part, il est également nécessaire d'éviter la dégénérescence de la structure dans la zone affectée par la chaleur causée par la concentration de chaleur.

La puissance laser en mode Modulation est fonction de la vitesse de coupe. Elle peut maintenir la chaleur entrant dans la tôle à un niveau assez bas en limitant la puissance à chaque point, empêchant ainsi la brûlure du bord de la fente. En raison de la complexité de son contrôle, l'efficacité n'est pas très élevée et ne peut être utilisée qu'à court terme.

Bien que le mode d'impulsion puisse être subdivisé en trois cas, il ne s'agit essentiellement que d'une différence de résistance, qui est souvent choisie en fonction des caractéristiques du matériau et de la précision de la structure.

Les lasers fonctionnent souvent en mode de sortie continue et, pour obtenir une qualité de coupe optimale, il est nécessaire d'ajuster les vitesses d'alimentation pour un matériau donné, telles que l'accélération, la décélération et le retard dans les virages. Par conséquent, il ne suffit pas de réduire la puissance en mode de sortie continue et la puissance laser doit être réglée en changeant l'impulsion.

Le gaz utilisé dans l'équipement de coupe laser comprend le gaz de fonctionnement laser, le gaz de blindage et le gaz auxiliaire.

L'azote est généralement utilisé pour couper l'acier inoxydable et certains aciers à haute résistance. Il est utilisé pour éliminer la réaction d'oxydation et souffler la matière fondue. La pureté de l'azote est plus élevée. L'acier inoxydable de plus de 8mm doit généralement atteindre 99999%. L'oxygène convient à la coupe de tôles épaisses, à la coupe à grande vitesse et à la coupe de tôles très minces. L'air convient à la Coupe des tôles d'aluminium, des tôles d'acier non métalliques et des tôles d'acier galvanisées, dans une certaine mesure, il peut réduire le film d'oxyde et économiser des coûts. En termes de coût, l'oxygène est relativement bon marché pour couper l'acier au carbone et la quantité d'azote utilisée pour couper l'acier au carbone est importante. Plus l'acier inoxydable est épais, plus la quantité et la pureté de l'azote sont élevées et coûteuses. À l'heure actuelle, le coût de coupe de l'azote de haute pureté est d'environ 35 - 40 CNY / h, ce qui est supérieur au coût de coupe de l'oxygène, qui est d'environ 10 - 15 CNY / H.

La vitesse maximale de coupe au laser peut atteindre 40 m / min, et l'usinage réel n'a généralement que 1 / 3 - 1 / 2 de la vitesse maximale, parce que plus la vitesse est élevée, plus la précision dynamique du servo - mécanisme est faible, ce qui affecte directement la qualité de coupe. Lors de la Coupe d'un trou rond, plus la vitesse de coupe est élevée, plus le diamètre du trou est petit, plus la rondeur de l'usinage est mauvaise. La vitesse maximale de coupe ne peut être utilisée pour améliorer l'efficacité que lors de la coupe en ligne longue. Dans le processus de coupe réel, il est nécessaire d'obtenir une vitesse de coupe optimale en ajustant la puissance laser, la pression d'air et d'autres paramètres pertinents en fonction du matériau, de l'épaisseur et des exigences techniques pertinentes du produit.

Selon les différentes exigences du produit, il est nécessaire de déboguer continuellement les paramètres dans différentes conditions de travail pour atteindre les paramètres optimaux du procédé. La précision de positionnement théoriquement réalisable pour la coupe au laser est de 0,08mm, la précision de positionnement répétée est de 0,03mm, et la tolérance minimale réalisable est de ± 0,05mm pour le diamètre du trou et de ± 0,2mm pour la position du trou.

Différents matériaux et épaisseurs ont besoin d'énergie de fusion différente, la puissance de sortie laser requise est également différente. Pendant la production, il est nécessaire d'équilibrer la vitesse et la qualité de la production, de choisir et de régler la puissance de sortie appropriée et la vitesse de coupe, de s'assurer que la zone de coupe peut avoir l'énergie appropriée et que le matériau peut être efficacement fondu et soufflé en temps opportun.

L'efficacité de conversion de l'énergie électrique en énergie laser est d'environ 30% ~ 35%, la puissance de sortie est de 1500W, la puissance d'entrée est d'environ 4285w ~ 5000w, la consommation réelle d'énergie d'entrée est beaucoup plus élevée que la puissance de sortie nominale. En outre, le principe de conservation de l'énergie, d'autres énergies sont converties en émissions de chaleur, de sorte que les lasers doivent être équipés d'un refroidisseur d'eau pour refroidir.