ຕັດແຜ່ນເຫຼັກຂະ ໜາດ ນ້ອຍ ໜາ 50 ມມດ້ວຍເລເຊີ Nd: YAG

ບົດຄັດຫຍໍ້

ພວກເຮົາລາຍງານຜົນຂອງການທົດລອງທີ່ສືບສວນຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງການຕັດແຜ່ນເຫຼັກຂະ ໜາດ ນ້ອຍ (> 15 ມມ) ດ້ວຍເສັ້ນໃຍ Nd: YAG. ການທົດລອງດັ່ງກ່າວໄດ້ ດຳ ເນີນໄປດ້ວຍຄື້ນ 2,5 kW Nd ຕໍ່ເນື່ອງ: ເລເຊີ YAG ສົ່ງໄປໃຫ້ວຽກໂດຍຜ່ານເສັ້ນໃຍແກ້ວແສງເສັ້ນແສງຊິລິກາເສັ້ນຜ່າສູນກາງ 0.6mm. ຕົວຢ່າງເຫຼັກອ່ອນມີຄວາມ ໜາ ຕັ້ງແຕ່ 10 ເຖິງ 50 ມມ. ຜົນກະທົບຂອງຕົວ ກຳ ນົດການປະຕິບັດງານຫຼາຍຢ່າງເຊັ່ນ: ຈຸດປະສານງານແລະການຕັດ ຕຳ ແໜ່ງ nozzle ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບ ໜ້າ ເຫຼັກ, ຊ່ວຍຄວາມດັນອາຍແກັສ, ພະລັງງານແລະຄວາມໄວໃນຂະບວນການ, ກ່ຽວກັບຄຸນນະພາບຂອງ ໜ້າ ດິນທີ່ຖືກຕັດຖືກ ນຳ ສະ ເໜີ ແລະສົນທະນາ. ຜົນໄດ້ຮັບຈົນເຖິງປະຈຸບັນສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າສາມາດຕັດແຜ່ນເຫຼັກຂະ ໜາດ ນ້ອຍ ໜາ ເຖິງ 50 ມມດ້ວຍຄວາມໄວສູງເຖິງ 200 ມມ / ນາທີດ້ວຍຄວາມຕ່ ຳ ສຸດ 500 W ຂອງ Nd: ພະລັງງານເລເຊີ YAG. ພື້ນຜິວທີ່ຖືກຕັດແມ່ນກ້ຽງແລະບໍ່ມີຂີ້ຕົມ. ຜົນໄດ້ຮັບເຫຼົ່ານີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນ ຄຳ ສັນຍາ ສຳ ລັບການ ນຳ ໃຊ້ເຕັກໂນໂລຢີເລເຊີ Nd: YAG ສຳ ລັບການຕັດແຜ່ນເຫຼັກ ໜາ.

1. ພາກສະ ເໜີ

ການຕັດເລເຊີເປັນຕົວແທນປະມານ 1/4 ຂອງອຸດສາຫະ ກຳ ປຸງແຕ່ງວັດສະດຸເລເຊີ [1]. ໃນເວລາຫຼາຍກວ່າ 30 ປີນັບຕັ້ງແຕ່ການຕັດ laser ຊ່ວຍອາຍແກັສຄັ້ງ ທຳ ອິດຖືກຜະລິດຂຶ້ນ [2] ນ້ອຍໄດ້ປ່ຽນໄປໃຊ້ວິທີການຕັດເລເຊີ. ສຳ ລັບຕັດເຫລໍກອ່ອນໆ, ເລເຊີເລເຊີແມ່ນສຸມໃສ່ຫລືໃກ້ ໜ້າ ວຽກແລະອ້ອມຮອບດ້ວຍກະແສອາຍແກັສທີ່ຊ່ວຍໃຫ້ມີອົກຊີເຈນທີ່ກວ້າງຂວາງ. ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວພະລັງງານເລເຊີສູງເຖິງ 3 kW ແມ່ນຖືກ ນຳ ໃຊ້ເພື່ອຕັດເຕົາທີ່ບໍ່ຮຸນແຮງເຖິງ 12 –15 ມມ, ໜາ ດ້ວຍແຜ່ນ ໜາ ທີ່ຕັດສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນມີລະບົບປລາສຕິກຫລືເຊື້ອໄຟທີ່ໃຊ້ເຊື້ອໄຟ. ເຖິງແມ່ນວ່າມັນສາມາດຕັດໂລຫະດ້ວຍເລເຊີ CO2 ໄດ້ເຖິງຄວາມ ໜາ 40 ມມ, ແຕ່ຍັງມີການຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນຄຸນນະພາບຂອງການຕັດແລະການສືບພັນ [3].

ວິທີແກ້ໄຂ ໜຶ່ງ ຢ່າງເພື່ອຕັດແຜ່ນເຫລໍກອ່ອນໆທີ່ ໜາ ກວ່າຄືການເພີ່ມພະລັງເລເຊີ. ໃນຂະນະທີ່ມີຂໍ້ດີຫຼາຍຢ່າງຕໍ່ກັບວິທີການນີ້, ມັນຍັງມີສິ່ງທ້າທາຍທີ່ ສຳ ຄັນອີກ. ໃນລະດັບພະລັງງານທີ່ສູງກວ່າ (3.5 kW ແລະສູງກວ່າ) ຄຸນນະພາບຂອງ beam ຈະບໍ່ ໝັ້ນ ຄົງ, ຊີວິດຂອງສ່ວນປະກອບ optical ແມ່ນຫຼຸດລົງ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍອຸປະກອນແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍແມ່ນສູງແລະຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການຕັດຈະເສື່ອມໂຊມ. ມັນໄດ້ຖືກສະແດງໃຫ້ເຫັນໃນ [4] ວ່າ ສຳ ລັບຄຸນນະພາບຂອງການ ສຳ ເລັດຂອງພື້ນຜິວ, ເຖິງແມ່ນວ່າຄວາມ ໜາ ຂອງ kerf ຍັງຄົງປະມານ, ຄວາມໄວຂອງການຕັດບໍ່ໄດ້ຫຼຸດລົງຕາມອັດຕາສ່ວນ, ເຊິ່ງສະແດງເຖິງການຫຼຸດປະສິດທິພາບຂອງການຕັດກັບຄວາມ ໜາ ຂອງວັດຖຸທີ່ເພີ່ມຂື້ນ. ການຫຼຸດຜ່ອນປະສິດທິພາບໃນການຕັດຍ້ອນວ່າວັດສະດຸກາຍເປັນ ໜາ ຂຶ້ນແມ່ນຍ້ອນການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມສາມາດຂອງອາຍແກັສໃນການຊ່ວຍໃນການລະບາຍນໍ້າມັນ. ດ້ວຍການຕັດວັດສະດຸທີ່ ໜາ ກວ່າ, ຄວາມກົດດັນຕ້ອງເພີ່ມຂື້ນເພື່ອອະນຸຍາດໃຫ້ຍ້າຍວັດສະດຸທີ່ຫລອມໂລຫະອອກ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ເມື່ອ ນຳ ໃຊ້ອາຍແກັສທີ່ຊ່ວຍໃຫ້ອົກຊີເຈນ, ລັກສະນະຂອງປະຕິກິລິຍາທີ່ມີຄວາມ ໝາຍ ກໍ່ ໝາຍ ຄວາມວ່າຄວາມກົດດັນຂອງອົກຊີເຈນຕ້ອງຖືກຫຼຸດລົງດ້ວຍຄວາມ ໜາ ເພີ່ມຂື້ນເພື່ອຢຸດຕິການເກີດປະຕິກິລິຍາທີ່ເກີດຂື້ນພາຍໃນ kerf. ການຄວບຄຸມຄວາມກົດດັນຂອງອົກຊີເຈນຢ່າງໃກ້ຊິດແມ່ນມີຄວາມ ຈຳ ເປັນເພື່ອປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ເກີດໄຟ ໄໝ້ ຫ່າງຈາກບໍລິເວນຄວາມຮ້ອນ. ນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມຂັດແຍ້ງໃນຄວາມຕ້ອງການ ສຳ ລັບການຕັດເຫລໍກອ່ອນໆທີ່ປະສົບຜົນ ສຳ ເລັດ. ມັນ ຈຳ ກັດຄວາມຫນາຂອງການຕັດສູງສຸດ, ເຖິງວ່າຈະມີຄວາມສາມາດໃນການຂະຫຍາຍປະສິດທິພາບການຕັດໂດຍການເພີ່ມພະລັງງານເລເຊີ. ເພື່ອເອົາຊະນະຂໍ້ ຈຳ ກັດນີ້ແລະເພື່ອຂະຫຍາຍຄວາມສາມາດ ໜາ ຂອງການຕັດ fusion ທີ່ມີປະຕິກິລິຍາ, ທາງເລືອກ ໃໝ່ ແລະວິທີການ ໃໝ່.

ເຕັກນິກຫຼາຍຢ່າງໄດ້ຖືກພັດທະນາເພື່ອເອົາຊະນະການຫຼຸດຜ່ອນການປະຕິບັດການຕັດເນື່ອງຈາກຄວາມ ໜາ ຂອງເຫຼັກອ່ອນເພີ່ມຂື້ນ. ໃນນັ້ນປະກອບມີ: ການຕັດໄຟເລເຊີ [5], ເລນເລນຈຸດສຸມ [6], ເລື່ອຍແສງດ້ວຍເລເຊີປັບຕົວ [7], ການຕັດເລເຊີໂດຍໃຊ້ແກນຮ່ວມກັນ (annular) nozzle [8], ຕັດໄຟ CO2 ສອງຈຸດ [ 9], ການຕັດເລເຊີທີ່ ໝູນ ວຽນ [13, 14] ແລະຕັດເລເຊີອົກຊີຊ່ວຍເຫຼືອ (Lasox ©) [10 - 12].

ພວກເຮົາໄດ້ລາຍງານມາກ່ອນ ໜ້າ ນີ້ [14] ຕັດແຜ່ນເຫລໍກຊະນິດອ່ອນໆທີ່ ໜາ ແໜ້ນ ໂດຍໃຊ້ແຜ່ນເລເຊີ Nd: YAG. ລາຍງານຢູ່ທີ່ນີ້ແມ່ນຜົນຂອງການຕັດແຜ່ນເຫລໍກອ່ອນໆ (> 15 ມມ) ໂດຍໃຊ້ເສັ້ນໃຍທີ່ຖືກຈັດສົ່ງ Nd: ເລເຊີ YAG ໂດຍ wobbling ເລເຊີ (ວິທີການປຽບທຽບກັບການຫມູນວຽນ beam) ແລະໂດຍວິທີການຕັດ laser ເລເຊີທີ່ເດັ່ນ. ຂອງການຕັດ Lasox [10, 11, 12]. ອົກຊີເຈນເດັ່ນ Nd: ການທົດລອງຕັດເລເຊີ YAG ໄດ້ຖືກ ນຳ ໃຊ້ໂດຍໃຊ້ອາຍແກັສ ທຳ ອິດໃນຄວາມກົດດັນຕ່ ຳ ແລະຈາກນັ້ນອົກຊີເຈນສູງ.

2. wobbling beam laser ໄດ້

2.1 ລາຍລະອຽດທົດລອງ

Wobbling beam laser ໄດ້ຖືກຜະລິດໂດຍການຫມູນວຽນບາງສ່ວນ (oscillation) ຂອງປ່ອງຢ້ຽມ optical ຜ່ານມຸມດັ່ງທີ່ສະແດງໃນຮູບ 1 (a). ນີ້ສົ່ງຜົນໃຫ້ຈຸດປະສານງານສູງສຸດຂອງ 0.45 ມມໃນຄວາມຖີ່ສູງສຸດ 20 Hz. ການຕິດຕາມຜົນທີ່ໄດ້ຮັບ, ຢູ່ທີ່ນີ້ດ້ວຍຄື້ນຂະ ໜາດ ໃຫຍ່ເກີນໄປເພື່ອສະແດງການເຄື່ອນໄຫວທີ່ບໍ່ມີການເຄື່ອນໄຫວ, ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 1 (ຂ). ມັນເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະປ່ຽນຄວາມກວ້າງຂອງ oscillation ຂອງ window ເພື່ອໃຫ້ມີການປ່ຽນແປງຄວາມກວ້າງຂອງຄວາມກວ້າງຂອງ kerf ເພື່ອສຶກສາຜົນກະທົບຂອງການຂະຫຍາຍ kerf ໃນຂະບວນການຕັດ.

2.2 ເຄື່ອງຕັດເຫຼັກໂດຍໃຊ້ວິທີການຄວບຄຸມອົກຊີເຈນທີ່ຊ່ວຍຄວບຄຸມເລເຊີ

ວິທີການຂອງການຊ່ວຍຕັດອົກຊີເຈນທີ່ຊ່ວຍເລເຊີໄດ້ຖືກຈັດຕັ້ງປະຕິບັດໃສ່ແຜ່ນເຫຼັກ AS3678 ທີ່ມີຄວາມ ໜາ 16 ເຖິງ 50 ມມ. ຄວາມກົດດັນຂອງອາຍແກັສທີ່ຊ່ວຍໃຫ້ອົກຊີເຈນໄດ້ຖືກເກັບຮັກສາໄວ້ບໍ່ຕໍ່າກວ່າ 120 kPa (ການຕັດອົກຊີເຈນທີ່ມີຄວາມກົດດັນຕ່ ຳ) ຫຼືຄວາມກົດດັນສູງ (ການຕັດອົກຊີເຈນທີ່ມີຄວາມກົດດັນສູງ - HiPOx). ຜົນໄດ້ຮັບຕັດແມ່ນໄດ້ຖືກບັນທຶກເປັນ ໜ້າ ທີ່ຂອງຄຸນນະພາບຕັດ (ການຕັດແບບ, ຮູບຮ່າງ kerf, dross ຫຼາຍເກີນໄປ) ແລະຄວາມໄວຕັດ.

3. ຜົນໄດ້ຮັບ

3.1Wobbling ເລເຊີ.

ໂດຍ wobbling beam ກ່ຽວກັບ workpiece ໄດ້, ຄວາມຫນາຕັດສູງສຸດແມ່ນເພີ່ມຂຶ້ນຈາກ 12 ມມ, ພົບກັບການຕັດແບບດັ້ງເດີມ, ເຖິງ 16 ມມ. ເສັ້ນສະແດງຂອງຄວາມໄວຕັດສູງສຸດ ສຳ ລັບຄວາມ ໜາ ຕ່າງໆແລະໄຟຟ້າເລເຊີ, ທີ່ເຫັນໃນຮູບ 2, ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າເຖິງແມ່ນວ່າຄວາມ ໜາ ຈະຖືກປັບປຸງໃຫ້ດີຂື້ນກັບກະດານ wobbling, ຄວາມໄວຕັດແມ່ນຄ້າຍຄືກັບການຕັດແບບ ທຳ ມະດາ (CW), ນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການຕັດ ຂະບວນການທີ່ເກີດຂື້ນພາຍໃນ kerf ຍັງຄົງບໍ່ປ່ຽນແປງໃນລະຫວ່າງການຕັດ beam. ຄວາມໄວຕັດທີ່ຄ້າຍຄືກັນກໍ່ໄດ້ປະສົບຜົນ ສຳ ເລັດກັບກະແສ ໝູນ ວຽນ [14].

ຄວາມຫນາຂອງການຕັດທີ່ເພີ່ມຂື້ນສາມາດສະແດງໄດ້ຈາກຄວາມກວ້າງຂອງ kerf ທີ່ເພີ່ມຂື້ນ. ນີ້ແມ່ນສະແດງໃຫ້ເຫັນໂດຍການປ່ຽນແປງຄວາມກວ້າງຂອງ wobble ດັ່ງທີ່ສະແດງໃນຮູບທີ 3. ນີ້, ຍ້ອນວ່າຄວາມກວ້າງຂອງ wobble ໄດ້ຖືກຫຼຸດລົງເປັນ ລຳ ດັບຈາກຄວາມກວ້າງຂວາງສູງສຸດຈາກ 0.45 ມມເຖິງສູນ, ຄວາມກວ້າງຂອງ kerf ຈະຖືກຫຼຸດລົງ, ກົງກັບການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມສາມາດໃນການລ້າງ ລະລາຍ. ນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນຢ່າງຈະແຈ້ງເຖິງຄວາມ ຈຳ ເປັນທີ່ຈະຕ້ອງມີຄວາມກວ້າງຂອງ kerf ທີ່ພຽງພໍເພື່ອອະນຸຍາດໃຫ້ dross ສາມາດລ້າງໄດ້. ທັດສະນະນີ້ຍັງຖືກສະແດງອອກໂດຍຄົນອື່ນ [12], ເຊິ່ງມັນໄດ້ຖືກແນະ ນຳ ວ່າທັງແບບເຄື່ອນໄຫວຂອງແຫຼວແລະທາດໂມເດັມແມ່ນຖືກ ຈຳ ກັດໂດຍກິໂລແມັດແຄບ.

3.2 ການຕິດເຕົາເຫຼັກໂດຍໃຊ້ວິທີການຄວບຄຸມອົກຊີເຈນທີ່ຊ່ວຍເລເຊີ

3.2.1 ຄວາມດັນຕໍ່າສຸດການຕັດອົກຊີເຈນທີ່ເດັ່ນ - LoPOx

ຂະບວນການຕັດ LoPOx ໃຊ້ເລເຊີຂະ ໜາດ ໃຫຍ່ຂະ ໜາດ ດຽວກັນແລະມີທໍ່ອາຍແກັສອົກຊີເຈນທີ່ມີຂະ ໜາດ ນ້ອຍລົງຢູ່ດ້ານເທິງຂອງການເຮັດວຽກດັ່ງທີ່ເຫັນໃນຂະບວນການ Lasox, ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມດ້ວຍຄວາມກົດດັນຂອງອາຍແກັສທີ່ຊ່ວຍເຫຼືອຕໍ່າກວ່າ 120 kPa. ການຕັດພື້ນທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 4 ໂດຍ ນຳ ໃຊ້ຂັ້ນຕອນ LoPOx ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າພະລັງງານເລເຊີທີ່ເກີດຂື້ນຕ່ ຳ ບໍ່ໄດ້ກີດຂວາງການຕັດເລເຊີຕາບເທົ່າທີ່ການເລີ່ມຕົ້ນຂອງການຕັດແມ່ນສາມາດເກີດຂື້ນໄດ້. ແທ້ຈິງແລ້ວຍ້ອນວ່າຄວາມໄວຂອງການຕັດເພີ່ມຂື້ນ, ພະລັງງານເລເຊີທີ່ເກີດຂື້ນອາດຈະປະກອບສ່ວນໃຫ້ພະລັງງານຫຼາຍເກີນໄປແລະເພາະສະນັ້ນຈຶ່ງເຮັດໃຫ້ເກີດມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກຫຼາຍເກີນໄປ. ນີ້ແມ່ນສະແດງໃຫ້ເຫັນໃນຮູບໂດຍການສັງເກດຄວາມໄວຕັດ 450 ມມ / ນາທີ, ບ່ອນທີ່ມີພື້ນຜິວທີ່ດີກວ່າໄດ້ຖືກສ້າງຂຶ້ນໂດຍພະລັງງານເລເຊີ 533 W ເຫດກ່ວາທີ່ບັນລຸໄດ້ຢູ່ທີ່ 1420

W. ທີ່ນີ້, ອັດຕາການປະຕິກິລິຍາ exothermic ແມ່ນຖືກ ກຳ ນົດໂດຍຄວາມໄວຕັດ. ພະລັງງານເລເຊີທີ່ເກີດຂື້ນແມ່ນພຽງແຕ່ຕ້ອງການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນດ້ານເທິງສູງກວ່າ1000C [11] ແລະເລີ່ມຕົ້ນຂະບວນການປະສົມປະຕິກິລິຍາ. ພະລັງງານເລເຊີທີ່ເກີດຂື້ນຫຼາຍເກີນໄປຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄຸນນະພາບຂອງການຕັດ. ນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າບັນຫາຂອງອົກຊີເຈນ - ການພົວພັນກັບທາດເຫຼັກ, ບໍ່ແມ່ນໄຟຟ້າເລເຊີທີ່ເກີດຂື້ນ, ໃນປັດຈຸບັນຕົ້ນຕໍແມ່ນຄວບຄຸມຄຸນນະພາບຕັດ. ເພາະສະນັ້ນນີ້ແມ່ນຂະບວນການຕັດເລເຊີທີ່ໂດດເດັ່ນ.

ໃນຮູບ 4 ຍ້ອນວ່າພະລັງງານຫຼຸດລົງ ສຳ ລັບຄວາມໄວຕັດແຕ່ລະຕົວຊີ້ບອກຄັ້ງ ທຳ ອິດຂອງພະລັງງານເຫດການ ໜ້ອຍ ທີ່ສຸດແມ່ນການເລີ່ມຕົ້ນຂອງການຕັດທີ່ບໍ່ດີເທົ່າທີ່ເຫັນຢູ່ເບື້ອງຂວາມື. ນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຄວາມຕ້ອງການພະລັງງານໃນການລິເລີ່ມການຕັດແມ່ນສູງກ່ວາຄວາມຕ້ອງການຂອງຂະບວນການຕັດຕໍ່ເນື່ອງແລະໄຟຟ້າທີ່ຕ້ອງການ ສຳ ລັບການສ້າງຕັ້ງຂະບວນການຕັດຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງແລະບໍ່ແມ່ນພະລັງງານ ສຳ ລັບຂະບວນການຕໍ່ເນື່ອງແມ່ນມາດຖານທີ່ ຈຳ ເປັນ.

ໃນເວລາທີ່ການຕັດ LoPOx ໂດຍໃຊ້ເສັ້ນຜ່າສູນກາງທີ່ມີຂະ ໜາດ ນ້ອຍກວ່າ ສຳ ລັບວັດສະດຸທີ່ມີຄວາມ ໜາ ເທົ່າກັນ, ຄວາມໄວຕັດແບບດຽວກັນຈະໄດ້ຮັບແຕ່ມີຄວາມກວ້າງຂອງ kerf ແຄບແລະເຮັດໃຫ້ການໄຫຼວຽນອົກຊີເຈນຫຼຸດລົງ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການຕັດທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງບໍ່ສາມາດບັນລຸໄດ້ໃນລະດັບໄຟຟ້າເລເຊີທີ່ມີເສັ້ນຜ່າສູນກາງຂະ ໜາດ ໃຫຍ່ທີ່ໃຊ້ໃນຮູບທີ 4 ນີ້ເຖິງວ່າຈະມີຈຸດເລເຊີທີ່ມີຄວາມແຮງຫຼາຍເນື່ອງຈາກການຂ້າມຜ່ານຫົວທໍ່ເສັ້ນຜ່າສູນກາງນ້ອຍກວ່າ. ນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຄວາມຕ້ອງການຂອງ kerf ກ້ວາງພຽງພໍທີ່ຈະອະນຸຍາດໃຫ້ dross ໄດ້ອະນາໄມໃຊ້ໄດ້ຢ່າງເທົ່າທຽມກັນ ສຳ ລັບຂະບວນການຕັດອົກຊີເຈນທີ່ເດັ່ນ.

ທັງສອງດ້ານຂອງການຕັດແມ່ນ tapered ຫຼາຍກ່ວາສິ່ງທີ່ພົບໃນການຕັດແບບເລເຊີແບບ ທຳ ມະດາ. ລັກສະນະເດັ່ນຂອງອົກຊີເຈນໃນຂະບວນການຕັດ ໝາຍ ຄວາມວ່າ kerf ໄດ້ຮັບອິດທິພົນຈາກຮູບຊົງຂອງເຮືອບິນທີ່ມີອົກຊີເຈນທີ່ມີຄວາມແຮງສູງສຸດຂອງ kerf ທີ່ມີຄວາມກວ້າງເທົ່າກັບຫົວເຂົ່າຮ່ວມກັນ.

ການເກັບກູ້ລະຫວ່າງ nozzle ແລະ workpiece ແມ່ນແຕກຕ່າງກັນກັບຜົນໄດ້ຮັບປົກກະຕິຂອງການປ່ຽນແປງນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນໃນຮູບທີ 5 ການເພີ່ມຂື້ນຂອງການເກັບກູ້ລະບົບເຮັດວຽກຂອງ nozzle– ເຮັດໃຫ້ມີການໄຫລວຽນຈາກ nozzle ໄປສູ່ອາຍແກັສທີ່ມີບັນຍາກາດອ້ອມຮອບກ່ອນເຂົ້າ kerf [8]. ການປ່ຽນແປງການເກັບກູ້ໄດ້ ດຳ ເນີນໂດຍບໍ່ມີການປ່ຽນແປງທີ່ສອດຄ້ອງກັນໃນເສັ້ນຜ່າສູນກາງຈຸດເລເຊີທີ່ມີຜົນໄດ້ຮັບທີ່ຄ້າຍຄືກັນ. ສິ່ງນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນຕື່ມອີກວ່າການປ່ຽນແປງເພື່ອຊ່ວຍອາຍແກັສແລະບໍ່ແມ່ນຄວາມແຮງຂອງເລເຊີທີ່ເກີດຂື້ນແມ່ນປັດໃຈທີ່ສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ຄຸນນະພາບຕັດເລເຊີຫຼາຍກວ່າລະດັບທີ່ໄດ້ທົດສອບ. ຮູບສະແດງ 5 ຍັງສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຜົນກະທົບຂອງການເກັບກູ້ຂະ ໜາດ ນ້ອຍເກີນໄປ (0.1 ມມ) ບ່ອນທີ່ກະແສໄຟຟ້ານ້ ຳ ມັນ ກຳ ລັງປ່ຽນບໍ່ເກີນເສັ້ນຜ່າສູນກາງອາຍແກັສອາຍແກັສດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງບໍ່ອະນຸຍາດໃຫ້ຂະບວນການຕັດເລເຊີທີ່ເດັ່ນໃນການ ດຳ ເນີນງານ.

ຄວາມຫນາຕັດສູງສຸດຂອງ 32 ມມໄດ້ບັນລຸໄດ້ໂດຍໃຊ້ການຕັດ Nd: YAG LoPOx. ການຕັດເກີນຄວາມ ໜາ ນີ້ດ້ວຍເສັ້ນຜ່າສູນກາງທີ່ບໍ່ມີເສັ້ນໃຍທີ່ຖືກ ນຳ ໃຊ້ເຮັດໃຫ້ເກີດການຕັ້ງກະດອງພາຍໃນ kerf ແລະການສູນເສຍສ່ວນທີ່ຕັດຂອງສ່ວນຕັດ. ນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນຕື່ມອີກຄວາມ ສຳ ພັນລະຫວ່າງຄວາມກວ້າງຂອງ kerf ແລະຄວາມ ໜາ ຕັດເມື່ອຄວາມກົດດັນຂອງການຕັດຕ່ ຳ (ທຳ ມະດາ) ຖືກໃຊ້.

3.2.2High ຄວາມກົດດັນອົກຊີເຈນທີ່ເດັ່ນໃນ Nd: ການຕັດເລເຊີ YAG - HiPOx

ການ ນຳ ໃຊ້ຄວາມກົດດັນດ້ານການສະ ໜອງ ທີ່ສູງກວ່າແລະເສັ້ນຜ່າສູນກາງທີ່ມີຂະ ໜາດ ນ້ອຍກວ່າ, ພົບວ່າມັນສາມາດຕັດເຕົາເຫລັກ ໜາ ໄດ້ຫລາຍກ່ວາເຄື່ອງຈັກທີ່ໄດ້ຮັບມາກ່ອນໃນຂະບວນການ LoPOx. ຄວາມສາມາດຕັດໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າມີຄວາມ ໜາ ລະຫວ່າງ 32 ເຖິງ 50 ມມໂດຍໃຊ້ແຜ່ນເຫຼັກ AS 3679. ຄວາມໄວຕັດແບບປົກກະຕິກ່ຽວກັບຄວາມ ໜາ ຂອງວັດສະດຸແລະພະລັງງານເລເຊີແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ

6. ຕົວເລກດັ່ງກ່າວສະແດງໃຫ້ເຫັນການສືບຕໍ່ຂອງຂະບວນການຕັດຈາກພາກພື້ນຄວາມກົດດັນຕ່ ຳ ທີ່ໃຊ້ ສຳ ລັບວັດສະດຸທີ່ກະທັດຮັດ.

ຜົນກະທົບຂອງການ ນຳ ໃຊ້ຄວາມກົດດັນໃນການຈັດສົ່ງສູງ ໝາຍ ຄວາມວ່າກະແສອາຍແກັສມີຄວາມສັບສົນແລະສາມາດສ້າງລັກສະນະຊshockອກພາຍໃນ. ຫຼັກຖານຂອງການໂຕ້ຕອບຂອງໂຄງສ້າງຊstructuresອກໃນລະຫວ່າງການຕັດສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າເປັນ\"ສັນຍານ \" ຫລືເຄື່ອງ ໝາຍ ນ້ອຍລົງໃນ ໜ້າ ດິນທີ່ຖືກຕັດແລະເຫັນວ່າສາຍທີ່ແລ່ນຕາມເສັ້ນທາງໄປຫາເສັ້ນໄຍ. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ການປ່ຽນສັນຍານຂອງຂີ່ເຫຼົ່ານີ້ດ້ວຍຜົນໄດ້ຮັບການເກັບກູ້ໂດຍບໍ່ມີການເຮັດວຽກຈາກການເສີມສ້າງຫຼືຍົກເລີກການຊinternalອກພາຍໃນອາຍແກັສທີ່ຊ່ວຍເຫຼືອແລະອາການຊshockອກທີ່ມີລັກສະນະປະກົດຂື້ນໃນຕອນເລີ່ມຕົ້ນຂອງ kerf ໃນຮູບຊົງຂອງ \"X \" [15]. ການເຮັດວຽກ [16, 17] ຍັງຊີ້ບອກເຖິງການໂຕ້ຕອບທີ່ສັບສົນແລະບາງຄັ້ງຄາວຂອງການຊshockອກກັບຝາ kerf. ຫຼັກຖານຂອງລັກສະນະ oscillatory ຂອງການຕັດແມ່ນຢູ່ໃນ\"buzz \" ທີ່ ໝັ້ນ ຄົງທີ່ສາມາດໄດ້ຍິນພາຍໃຕ້ສະພາບການຕັດບາງ.

ການ ນຳ ໃຊ້ຫົວເຂັມຮ່ວມທີ່ມີເສັ້ນຜ່າສູນກາງ 1.5 ມມ, ຄວາມສາມາດຕັດໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າພໍໃຈ ສຳ ລັບແຜ່ນ 32 ແລະ 40 ມມດ້ວຍຜົນຂອງການຕັດແຜ່ນ 40 ມມສະແດງໃນຮູບທີ 7. ຮູບຊົງຂອງ kerf ແມ່ນ ໜຽວ ໜ້ອຍ ກວ່າທີ່ເຫັນໃນ LoPOx ເນື່ອງຈາກກະແສອາຍແກສຄວາມໄວສູງທີ່ມີຄວາມແຕກຕ່າງ ໜ້ອຍ ລົງ. kerfs ດັ່ງກ່າວສາມາດເຫັນໄດ້ໃນຮູບ 8.

ການຕັດຂໍ້ມູນໂດຍໃຊ້ເສັ້ນໃຍທີ່ສົ່ງຜ່ານ Nd: ເຕັກນິກ YAG LoPOx ແມ່ນເປັນໄປໄດ້ກັບຕົວຢ່າງທີ່ສະແດງໃນຮູບທີ 9. ໃນທີ່ນີ້ອຸນຫະພູມເພີ່ມຂື້ນຢູ່ດ້ານໃນຂອງມູມສົ່ງຜົນໃຫ້ມີການເພີ່ມຂື້ນຂອງການປາດໃນຈຸດເຫຼົ່ານີ້. ນີ້ແມ່ນເຫັນໄດ້ຈາກການຕັດວົງຂອງຮູບທີ 9 (ກ) ແລະການຕັດມຸມຂອງຮູບ 9 (b). ການຕັດຮູບສີ່ຫລ່ຽມໃຫ້ຖືກວິທີແມ່ນເອົາຊະນະໄດ້ດີທີ່ສຸດໂດຍການ ນຳ ໃຊ້ຄວາມໄວຕັດທີ່ຫຼຸດລົງດັ່ງທີ່ເຫັນໃນຮູບ.

ອົກຊີເຈນທີ່ມີຄວາມກົດດັນສູງຄວບຄຸມການຕັດໂດຍໃຊ້ເລເຊີ Nd: YAG ຄ້າຍຄືກັບທີ່ໃຊ້ກັບ CO2 [12] ຍັງສະແດງຕົນເອງດີໃນການເຈາະດ້ວຍສຽງ ໜ້ອຍ ກວ່າ ໜຶ່ງ ວິນາທີເພື່ອເຈາະແຜ່ນ 32 mm AS3679. ການໂຍກຍ້າຍຂອງການຖອກອອກແມ່ນຂື້ນກັບບັນຫາ, ໂດຍການປະກົດຕົວຂອງມັນຢູ່ເທິງແຜ່ນໃນເສັ້ນທາງຕັດທີ່ເຮັດໃຫ້ຄຸນນະພາບຂອງການຕັດດີຂື້ນ

4. ການສົນທະນາ

ເຖິງວ່າຈະມີຂະບວນການຕັດເລເຊີແບບ ໃໝ່ ແລະການເພີ່ມຂື້ນຂອງຄວາມ ໜາ, ແຕ່ຂະບວນການຕັດຂອງມັນເອງກໍ່ຍັງບໍ່ປ່ຽນແປງ. ນີ້ແມ່ນສະແດງໃຫ້ເຫັນໂດຍການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມໄວຕັດດ້ວຍຄວາມ ໜາ ແລະຄວາມຄ້າຍຄືກັນໃນຄວາມໄວຕັດ ສຳ ລັບການຕັດກະບອກເລື່ອຍແບບ ທຳ ມະດາ, ແລະການຕັດຂອງ wobbling. ດ້ວຍເຫດນີ້, ເຖິງວ່າຈະມີການປ່ຽນແປງໃນວິທີການທີ່ໃກ້ຄຽງກັບປັດໃຈພື້ນຖານທີ່ຄວບຄຸມການຕັດແຜ່ນເຫລໍກ ໜາ ໂດຍການປະສານປະຕິກິລິຍາເຊັ່ນການສູນເສຍການປະພຶດແລະການ ຈຳ ກັດການ ກຳ ຈັດການໄຫຼຂອງທີ່ລະລາຍເນື່ອງຈາກຄວາມຫນືດແລະຄວາມເຄັ່ງຕຶງຂອງພື້ນຜິວຍັງມີຢູ່.

ຄວາມກວ້າງ kerf ຂະ ໜາດ ໃຫຍ່ແລະແຕກຕ່າງກັນທີ່ຜະລິດໂດຍ wobbling beam ເຊັ່ນດຽວກັນກັບຄວາມກວ້າງຂອງ kerf ຕ່າງໆທີ່ຜະລິດໂດຍການ ນຳ ໃຊ້ການຕັດເລເຊີທີ່ເດັ່ນໃນອົກຊີເຈນດ້ວຍ Nd: YAG laser ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມຕ້ອງການຂອງ kerfs ກ້ວາງຢ່າງ ເໝາະ ສົມເນື່ອງຈາກຄວາມ ໜາ ເພີ່ມຂື້ນ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມໃນລະດັບຄວາມ ໜາ ປານກາງ (~ 32 ມມ) ເພີ່ມ kerf ເກີນທີ່ຜະລິດໂດຍ LoPOx nozzle ທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດ, ກາຍເປັນສິ່ງທີ່ບໍ່ສາມາດແກ້ໄຂໄດ້ເນື່ອງຈາກການບໍລິໂພກອົກຊີເຈນກາຍເປັນຂໍ້ຫ້າມ. ຕໍ່ບັນຫານີ້, ການໃຊ້ HiPOx ມາເປັນຂອງຕົວເອງ. ການໃຊ້ແຮງດັນສູງແລະດ້ວຍຄວາມໄວສູງຊ່ວຍໃຫ້ກະແສອາຍແກັສຊ່ວຍໃຫ້ອົກຊີເຈນເຂົ້າກັນໄດ້ ໜ້ອຍ ລົງກັບແກassesດບັນຍາກາດແລະດັ່ງນັ້ນຈິ່ງສາມາດໃຊ້ໄດ້ງ່າຍໃນການປະສົມທາດປະຕິກິລິຍາ. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນມັນສະ ໜອງ ໃຫ້ມີ ກຳ ລັງຕັດທີ່ເພີ່ມຂື້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນໃບ ໜ້າ ທີ່ລະລາຍເພື່ອເອົາຊະນະຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການເກັບກູ້ຂອງມັນຈາກ kerf. ລັກສະນະເພີ່ມເຕີມຂອງຂະບວນການ HiPOx ແມ່ນຂະ ໜາດ ໃຫຍ່ກ່ວາການລ້າງ ໜ້າ ວຽກທີ່ໄດ້ຮັບ. ນີ້ຮັບປະກັນຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືຂອງ nozzles ຄວາມກົດດັນສູງ.

ການຕັດອົກຊີເຈນທີ່ເດັ່ນຂື້ນພຽງແຕ່ອີງໃສ່ພະລັງງານເລເຊີທີ່ເກີດຂື້ນໃນການລິເລີ່ມແລະຫຼັງຈາກນັ້ນໃຫ້ຍືນຍົງຕໍ່ການຕັດ. ຜົນໄດ້ຮັບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ ອຳ ນາດເຫລົ່ານີ້ແມ່ນຕໍ່າກ່ວາທີ່ ກຳ ນົດໄວ້ ສຳ ລັບການຕັດແບບ ທຳ ມະດາທຽບເທົ່າ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ອຳ ນາດທີ່ສູງກວ່າແມ່ນ ຈຳ ເປັນ ສຳ ລັບການລິເລີ່ມການຕັດທີ່ ໝັ້ນ ຄົງກ່ວາ ອຳ ນາດທີ່ ຈຳ ເປັນ ສຳ ລັບຂະບວນການຕັດໂດຍລວມ. ດັ່ງນັ້ນ, ພະລັງງານທີ່ເພີ່ມຂື້ນສາມາດຖືກ ນຳ ໃຊ້ໃນເວລາເລີ່ມຕົ້ນຂອງການຕັດເທົ່ານັ້ນເພື່ອເຮັດໃຫ້ປະສິດທິພາບພະລັງງານສູງສຸດ.

ການຕັດຂໍ້ມູນໄດ້ຖືກສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າເປັນໄປໄດ້ກັບຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງການຕັດພາຍໃນຂອງມຸມຕັດ. ນີ້ສາມາດເອົາຊະນະໄດ້ໂດຍການຂຽນໂປແກຼມທີ່ ເໝາະ ສົມຂອງຄວາມໄວຕັດທີ່ ຕຳ ແໜ່ງ ເຫຼົ່ານີ້. ການເຈາະແຜ່ນ ໜາ ແມ່ນສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າເປັນໄປໄດ້ແຕ່ມີປັນຫາກ່ຽວກັບການຖອກນ້ ຳ ມັນທີ່ຖືກຖີ້ມອອກມາພາຍຫຼັງການແຊກແຊງຕໍ່ການຈັດສົ່ງແກ gas ສຊ່ວຍໃນລະຫວ່າງການຕັດຕໍ່. ສິ່ງນີ້ສາມາດແກ້ໄຂໄດ້ໂດຍການປະກົດຕົວຂອງເຄື່ອງບິນທາງອາກາດປະ ຈຳ ພາຍນອກທີ່ອ້ອມຮອບບໍລິເວນ nozzle ຫຼືການເຮັດຄວາມສະອາດຂອງຜູ້ປະກອບການໂດຍການໃຊ້ ຄຳ ສັ່ງລໍຖ້າ CNC ຫຼັງຈາກການເຈາະທັງ ໝົດ ຖືກປະຕິບັດໃນເບື້ອງຕົ້ນ.

5. ບົດສະຫຼຸບ

ການ ນຳ ໃຊ້ການຕັດເລເຊີທີ່ເດັ່ນໃນອົກຊີເຈນພ້ອມກັບການໃຊ້ແຜ່ນຕັດຂະ ໜາດ ກວ້າງສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມເປັນໄປໄດ້ໃນການ ນຳ ໃຊ້ໄຟຟ້າປານກາງທີ່ ນຳ ໃຊ້ໄຟຟ້າ Nd: YAG ເພື່ອຕັດແຜ່ນເຫລໍກທີ່ເບົາ. ນີ້ອາດຈະເຮັດໄດ້ໂດຍໃຊ້ການສົ່ງແຮງດັນຕ່ ຳ ສຳ ລັບແຜ່ນເຫຼັກອ່ອນໆເຖິງຄວາມ ໜາ 32 ມມ. ການສົ່ງແກ gas ສຄວາມດັນສູງໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການຕັດຄວາມ ໜາ ເຖິງ 50 ມມແມ່ນສາມາດບັນລຸໄດ້ງ່າຍພ້ອມກັບຄວາມສາມາດໃນການເຈາະວັດສະດຸໄດ້ຢ່າງໄວວາ. ມີບັນຫາທີ່ເກີດຂື້ນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຂອງຄຸນນະພາບຕັດທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການປອມຊandອກແລະຍັງມີບັນຫາກ່ຽວກັບການຕັດມຸມທີ່ຕ້ອງການການຂຽນໂປແກມ CNC ຢ່າງລະມັດລະວັງ. ເພື່ອເຈາະຢ່າງ ສຳ ເລັດຜົນຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການຖອດເອົາຖ່ານຫີນຂື້ນມາຈາກເສັ້ນທາງຕັດເພື່ອຮັບປະກັນວ່າຄຸນນະພາບຂອງສ່ວນປະກອບທີ່ຖືກຕັດຂອງມັນຖືກຮັກສາໄວ້.

6. ໃບຍ້ອງຍໍ

ຜູ້ຂຽນຕ້ອງຂໍຂອບໃຈ CRC ສຳ ລັບລະບົບການຜະລິດແລະເຕັກໂນໂລຢີທີ່ ຈຳ ກັດ ສຳ ລັບການສະ ໜັບ ສະ ໜູນ ທຶນຂອງໂຄງການ Spinning Beam ໂດຍບໍ່ມີການຄົ້ນຄ້ວາແລະຜົນໄດ້ຮັບຂ້າງເທິງນີ້.