Hypertherm HyIntensity Fiber Laser Rev.3 - Инструкция (Страница 148)

Настройка и эксплуатация
3-38 Hypertherm Fiber Laser Инструкция по эксплуатации — 80709J, 3-я редакция
лазерная резка
Низкоуглеродистая сталь — кислород в качестве вспомогательного газа
Лазерная резка низкоуглеродистой стали с использованием кислорода в качестве вспомогательного газа —
наиболее распространенное и, возможно, наиболее сложное применение обработки лазером. Воздействие луча
лазера и реакция кислорода с железом в стали обеспечивают мощность, необходимую для плавки материала
с необходимой скоростью на толщину резки. По мере роста толщины материала скорость резки понижается.
Данная зависимость скорости резки от толщины материала не является линейной. Например, обычно резка
материала толщиной 10 мм выполняется на скорости, которая более чем в два раза меньше скорости резки
материала толщиной 5 мм. Вспомогательный газ служит для сдувания жидкого материала с зоны резки, поэтому
если давление кислорода слишком низкое, то материал не будет удаляться достаточно быстро. Поскольку
скорость реакции также зависит от давления кислорода, то слишком большое его давление может вызвать
чрезмерное горение, в результате чего жидкий материал не будет успевать удаляться из разреза. Чтобы
обеспечить нормальную резку, необходимо соблюдать баланс давления вспомогательного газа и скорости
резки.
Фокусное положение луча лазера также в существенной мере воздействует на процесс резки. Если
фокус находится слишком близко к поверхности, разрез становится слишком узким, и поэтому становится
невозможным нормальное протекание вспомогательного газа через разрез для удаления жидкого материала.
Если фокус находится слишком близко к поверхности, разрез становится слишком широким, и для поддержания
желаемой скорости резки недостаточно мощности. Если фокус находится слишком близко к материалу, то
фокус луча лазера может испарить жидкость, что приведет к изменению потоков газа и жидкости и нарушению
правильного баланса между давлением вспомогательного газа и скорости резки.
Другие факторы также могут влиять на процесс резки. Состав стали, состояние поверхности, температура листа,
чистота кислорода и распределение мощности лазера могут влиять на качество и скорость резки для данной
толщины. Относительная важность этих факторов повышается с увеличением толщины листа. После создания
условий для правильной резки тщательный контроль воспроизводимости этих факторов поможет обеспечить
согласованный процесс.
Прожиг более толстой низкоуглеродистой стали — ключевой элемент сокращения времени цикла и обеспечения
должного запуска резки. Существует несколько методов прожига низкоуглеродистой стали. Самый простой
метод: расположить сопло на высоте резки, включить вспомогательный газ, а затем включить лазер на
полную мощность для прожига материала. Этот метод позволяет прожечь в материале отверстие, диаметр
которого примерно в два раза больше диаметра сопла. При этом по диаметру верхней кромки отверстия
прожига останется некоторый материал. После прожига прилегающий материал будет достаточно горяч,
поэтому необходимо обеспечить заход на уровне 1,0–1,5 от толщины материала или задержать начало резки
на несколько секунд.
Второй метод: включить лазер в импульсном режиме и пробить материал. Этот метод позволяет прожечь
в материале отверстие, размер которого идентичен размеру луча лазера. При этом прилегающий материал
не нагревается, как в предыдущем методе. Однако прожиг займет 1 с на каждый миллиметр материала,
поэтому для прожига материала большой толщины может потребоваться определенное время. Этот метод
предпочтительнее использовать, если необходимо прорезать формы с размерами, которые идентичны толщине
материала, например отверстие диаметром 10 мм в низкоуглеродистой стали толщиной 10 мм.
остоРоЖНо!
Материал с высокими отражающими свойствами может вызвать отражение луча через
систему подачи луча, если фокус располагается вблизи поверхности заготовки. В таком
случае мощность лазера существенно повышается, что может привести к неустранимому сбою
компонентов.