Η αρχή της κοπής μετάλλου με λέιζερ είναι η χρήση της δέσμης λέιζερ ως πηγή θερμότητας για την ακτινοβόληση της επιφάνειας του μεταλλικού υλικού, προκαλώντας την αύξηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας του μεταλλικού υλικού στο σημείο τήξης (βρασμού). Ταυτόχρονα, το ακροφύσιο ψεκάζει αέριο κοπής παράλληλα με την κατεύθυνση της ακτινοβολίας της δέσμης λέιζερ για να λιώσει (εξατμίσει) το υλικό. Φυσήξτε μακριά (όταν το αέριο κοπής είναι ένα ενεργό αέριο όπως το οξυγόνο, το αέριο κοπής θα αντιδράσει επίσης με το μεταλλικό υλικό για να παρέχει θερμότητα οξείδωσης). Με τον έλεγχο της συσκευής κίνησης, η κεφαλή κοπής κινείται κατά μήκος μιας προκαθορισμένης διαδρομής για να κόψει τεμάχια εργασίας διαφόρων σχημάτων.

Κατά τη διαδικασία της κοπής μετάλλου με μηχανή κοπής με λέιζερ, η πυκνότητα ισχύος του προσπίπτοντος λέιζερ είναι διαφορετική και οι αλλαγές στην επιφάνεια του μεταλλικού υλικού είναι επίσης διαφορετικές. Σε γενικές γραμμές, όταν η πυκνότητα ισχύος λέιζερ στην επιφάνεια ενός μεταλλικού υλικού φτάσει την τάξη των 10 MW/εκ², η επιφάνεια του μεταλλικού υλικού θα θερμανθεί γρήγορα μέχρι το σημείο βρασμού του υλικού και θα εξατμιστεί έντονα σε μεταλλικούς ατμούς. Όταν η πυκνότητα ισχύος λέιζερ στην επιφάνεια ενός μεταλλικού υλικού υπερβαίνει την τάξη των 100 MW/εκ², οι μεταλλικοί ατμοί που δεν μπορούν να εκφορτιστούν εγκαίρως θα επαναθερμανθούν από την ενέργεια του λέιζερ, σχηματίζοντας ένα σύννεφο πλάσματος.

Το μεγαλύτερο μέρος του νέφους πλάσματος που δημιουργείται από την κοπή με λέιζερ μεταλλικών υλικών θα διοχετευθεί από το αέριο κοπής και το υπόλοιπο μικρό μέρος θα σχηματίσει ένα σύννεφο πλάσματος και θα επηρεάσει την κοπή μετάλλων:

1) Το σύννεφο πλάσματος θα παραμείνει στην επιφάνεια του μεταλλικού υλικού, εμποδίζοντας τη μετάδοση της ενέργειας λέιζερ και μειώνοντας την ταχύτητα κοπής.

2) Το νέφος πλάσματος που παγιδεύεται κάτω από το ακροφύσιο όχι μόνο θα αλλάξει το μέσο χωρητικότητας μεταξύ του ακροφυσίου και του μεταλλικού υλικού, αλλά θα θερμάνει επίσης το ακροφύσιο, θα επηρεάσει τις παραμέτρους απόδοσης χωρητικότητας, θα παρεμποδίσει τα αποτελέσματα ανίχνευσης του χωρητικού ελεγκτή ύψους και θα μειώσει την παρακολούθηση Η ακρίβεια του ελέγχου επηρεάζει το αποτέλεσμα κοπής.

Λαμβάνοντας ως παράδειγμα το λέιζερ 2000W που χρησιμοποιείται σήμερα ευρέως στην αγορά, εάν χρησιμοποιείται με κεφαλή κοπής 100/125 (εστιακή απόσταση φακού/εστιακή απόσταση φακού εστίασης), όταν η διάμετρος πυρήνα της κοτσίδας είναι μικρότερη από 40 μm, ο μέσος όρος πυκνότητα ισχύος του σημείου φωτός σε μηδενική εστίαση Θα φτάσει την τάξη των 100 MW/εκ², ειδικά όταν κόβετε λεπτές μεταλλικές πλάκες, είναι ευκολότερο να δημιουργηθούν σύννεφα πλάσματος.

Για την αντιμετώπιση αυτού του προβλήματος, η ακόλουθη διαδικασία κοπής μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά την επίδραση του νέφους πλάσματος στη διαδικασία κοπής:

1. Υιοθετήστε την κοπή παλμών. Η μέθοδος κοπής παλμού μπορεί να εξασφαλίσει τη μέγιστη ισχύ του λέιζερ αφενός και να συντομεύσει τον χρόνο ακτινοβολίας του λέιζερ στο μεταλλικό υλικό αφετέρου, μειώνοντας τη δημιουργία νέφους πλάσματος.

2. Μειώστε κατάλληλα την ισχύ κοπής με λέιζερ. Χωρίς αλλαγή άλλων συνθηκών, η μείωση της ισχύος κοπής μπορεί να μειώσει τη μέση πυκνότητα ισχύος στην εστίαση και να μειώσει τη δημιουργία νεφών πλάσματος. Για παράδειγμα, όταν χρησιμοποιείτε ένα λέιζερ μονής λειτουργίας 2000 W για την κοπή ανοξείδωτου χάλυβα 1 mm σε πλήρη ισχύ και μηδενική εστίαση, η ταχύτητα κοπής δεν ήταν ιδανική λόγω της επίδρασης του νέφους πλάσματος. Όταν η ισχύς κοπής μειώθηκε στα 1800W, η ταχύτητα κοπής αυξήθηκε κατά 50%.

3. Διευρύνετε κατάλληλα τη σχισμή κοπής. Η διεύρυνση της κοπτικής κεφαλής όχι μόνο παρέχει ένα ευρύτερο κανάλι για τη διασπορά του νέφους πλάσματος προς τα κάτω, μειώνοντας την επίδραση του νέφους πλάσματος στο κόψιμο, αλλά βοηθά επίσης στην επιτάχυνση της αποβολής σκωρίας στην κεφαλή και ενισχύει το αποτέλεσμα κοπής.

4. Μειώστε κατάλληλα το ύψος κοπής. Το ύψος κοπής όχι μόνο καθορίζει άμεσα το πάχος του νέφους πλάσματος μεταξύ του ακροφυσίου και της επιφάνειας του μεταλλικού υλικού (όσο μικρότερη είναι η απόσταση, τόσο πιο λεπτό είναι το σύννεφο πλάσματος), αλλά και όσο πιο κοντά στο ακροφύσιο κοπής, τόσο μεγαλύτερη είναι η πίεση του το αέριο κοπής που εκτοξεύεται από το κέντρο του ακροφυσίου (βλ. εικόνα 2) Η αύξηση της πίεσης του αέρα κοπής βοηθά στην επιτάχυνση της διασποράς του νέφους πλάσματος κάτω από το ακροφύσιο και μειώνει τη θωράκιση του προσπίπτοντος λέιζερ από το νέφος πλάσματος. Επομένως, με την προϋπόθεση της διασφάλισης της ασφάλειας της κεφαλής κοπής, όσο μικρότερη είναι η απόσταση που ακολουθεί, τόσο το καλύτερο.

5. Χρησιμοποιήστε ένα κατάλληλο ακροφύσιο κοπής. Ένα κατάλληλο ακροφύσιο μπορεί να αυξήσει τον ρυθμό ροής αερίου χωρίς να αυξήσει τη διάμετρο του ακροφυσίου και μπορεί να επιταχύνει τη διασπορά των μεταλλικών νεφών πλάσματος.

6. Προσθέστε μια πλευρική συσκευή εμφύσησης και μια συσκευή ψύξης ακροφυσίων στην κεφαλή κοπής. Η πλευρική συσκευή εμφύσησης χρησιμοποιείται για να απομακρύνει μέρος του νέφους πλάσματος και να μειώσει τη συσσώρευση του νέφους πλάσματος κάτω από το ακροφύσιο. Η συσκευή ψύξης ακροφυσίου μπορεί να μειώσει τη θερμική επίδραση του νέφους πλάσματος στο ακροφύσιο και να αποφύγει να επηρεάσει τις παραμέτρους χωρητικής απόδοσης του ακροφυσίου.

7. Χρησιμοποιήστε χωρητικό ρυθμιστή ύψους υψηλής ταχύτητας δειγματοληψίας. Ο χωρητικός ελεγκτής ύψους υψηλού ρυθμού δειγματοληψίας όχι μόνο μπορεί να εξασφαλίσει την ακόλουθη ακρίβεια, αλλά και να καθορίσει τις αλλαγές στο νέφος πλάσματος κάτω από το ακροφύσιο παρακολουθώντας τις αλλαγές στην τιμή χωρητικότητας. Παρακολουθώντας τις αλλαγές στο νέφος πλάσματος, η εργαλειομηχανή μπορεί να λάβει μέτρα όπως επιβράδυνση, παύση και κοπή παλμού. Για τη μείωση της επίδρασης του νέφους πλάσματος στην κοπή.