LTM, LAS 4 ~1, LABORATORIUM LASEROWYCH TECHNOLOGII METALI


Laboratorium laserowych technologii metali

Cięcie przepalające lub dmuchem

Ćwiczenie nr 3

data 1997 - 04 - 03

Polak grzegorz

gr 23 m

ocena:

Cięcie laserowe może odbywać się jako przepalające, bądż cięcie

z dmuchem. Cięcie przepalające, które jest najczęściej używane, sto- suje skupioną wiązkę ( ok.0,3mm ) wraz z opływającym ją strumieniem tlenu o2 . Nagrzewanie następuje do temperatury zapłonu materiału. Proces spalania, jako egzotermiczny powoduje, że promień lasera dos- tarcza części energii potrzebnej na stopienie materiału, a przepływ strumienia gazu usuwa produkt spalania, tlenki metalu. Pełne usunięcie ( wydmuchanie ) tlenków daje czystą krawędż cięcia, niepełne - powierz chnię nierówną - zadzior zwany też gradem. Na wygląd powierzchni

obrobionej największy wpływ ma dobór parametrów. Stan obrabinej po- wierzchni i wysokie nagrzanie pwodują, że stopień pochłaniania zbliża się do jedności. Stąd laser CO2 stosuje się do cięcia stali. Do cięcia cien- kich blach duraluminiowych można też stosować lasery Nd: Yag.

Szybkość cięcia zależy od rodzaju materiału, jego rubości i mocy lasera. Na ogół, przy mocy rzędu 1 kW można ciąć blachę stalową

o grubości 4 mm z szybkością 30 mm/s. Rzadko przekracza się szybkości 100 mm/s dla blach cienkich ( 2 mm ) i mocy 2 kW. Trudne w cięciu są stale nierdzewne, natomiast łatwiejszy - tytan. Skupienie wiązki wynosi z regóły ułamek milimetra np. 0,25 mm.

Techniką laserową można ciąć między innymi: stal niskowęglową, stale stopowe, stopy aluminium i miedzi.

Na dobór parametrów mają wpływ: posiadane żródło laserowe ( moc, intensywość, kształt impulsu, polaryzacja, średnica i kształt dyszy ), posiadany manipulator ( stopnie swobody, zakresy, szybkości przesu- wu), właściwości materiału ( zdolność pochłaniania promieniowania przez powierzchnię materiału, przewodnictwo cieplne i pojemność cieplna materiału ), właściwości gazu.

Niewłaściwy dobór parametrów powoduje powstawanie zadziorów, wybrzuszenia, niejednakowy obraz krawędzi cięcia, trudności przy rozdzieleniu materiału ( przy złożonych kształtach ).

Przykładowe parametry cięcia dla stali nisko węglowej, stopu aluminium, drewna:

materiał

grubość

moc

p.[kw]

częstotl.

f[hz]

ciśnienie

tlenu

p.[kpa]

uwagi

prędkość

v[mm/min]

blacha st3

3

880

10000

100

----------

2000

blacha st3

5

1000

10000

90

ognisko 1-2 mm w głąb

1400

blacha st3

8

1100

10000

80

ognisko 3 mm

w głąb

900

ceramika

6

890

10000

100

ognisko na powierzchni

1000

1h18n9t

--

828

200

300

2 mm nad powierzchnią

500

drewno

30

1000

20000

150(azot)

ognisko 3 mm w głąb

800

gdzie:

P[kW] - moc wiązki,

α 1,27

Cięcie z dmuchem gazem obojętnym stosuje się:

trudno palne materieły ( np. stale stopowe nierdzewne, stopy Al.),

łatwo palne materiały wytwarzające dużo spalin

Właściwości:

wysoka jakość powierzchni przeciętych ( brak utleniania, możliwe spawanie, malowanie itp. )

nieco zmniejszona pędkość obróbki w porównaniu z cięciem przepalającym,

wyższe ciśnienie gazu ( < 2 MPa ) - występuj niebezpieczeństwo rozerwania okien optycznych,

większe zużycie gazu,

konieczność osobnego programu rozpoczynającego cięcie.

W porównaniu z cięciem przepalającym stosuje się nieco mniejszą średnicę dyszy celem oraniczenia zużycia gazu. Również dyszę umieszcza się bliżej powieżchni materiału: 0,7 - 1,0 mm. Swobodna struga gazu ulega bowiem rozszerzenu i osłabieniu, czego trzeba uniknąć. Jakość echniczna gazu ( N2 ) może być niższa. Ciśnienie gazu pD [ MPa ] dobiera się orientacyjnie do grubości blachy δ [ mm ] i mocy wiązki P [ kW ] wg zależności :

pD = 0,352 - 0,022p + ( 0,252 + 0,018 )δ.

Ciśnienie gazu muchanego ma wpływ na gładkość powierzchni przeciętych ( np. przy Al Mg 3, gr. 3 [ mm ], posuwie v = 1 [ m/min ], i mocy wiązki 2,1 [ kW ], chropowatość pozostaje mało zmienna

( 16 - 18 [ μm ] ) na rubość blachy przy ciśnieniu 1 [ MPa ], a zmienia się w znaczniejszym stopniu (14 -32[μm]) przy ciśnieniu obniżonym do 0,5 [ MPa ]. Koszt podwyżzonego ciśnienia wyraża się kosztem gazu oraz specjalnych okien optycznych. Cięcie z dmuchem umżliwia wykrawanie bardziej precyzyjnych konturów niż cięcie z przepalaniem. Cięcie laserowe stosuje si ę w: przemyśle lotniczm, przemyśle półfabrkatów, przemyśle elekrycznym oraz ceramicznym.

0x01 graphic



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
LTM, LASERY~2, LABORATORIUM LASEROWYCH TECHNOLOGII METALI
LTM, LASERY3, LABORATORIUM LASEROWYCH TECHNOLOGII METALI
LTM, LTMCW6 4, LABORATORIUM LASEROWYCH TECHNOLOGII METALI
LTM, LTMCW5~1, LABORATORIUM LASEROWYCH TECHNOLOGII METALI
LTM, LTM-LA~1, Laserowe Technologie Metali
LTM, LASERY-3, Labolatorium Laserowych Technologi Metali
LTM, LASERY 2, Laserowe Technologie Metali
LTM, LASERY3!, Labolatorium Laserowych Technologi Metali
LTM, LASER ~1, LABORATORIUM Z PODST
LTM, LAS OB~1, LABORATORIUM LTM
LTM, LAS SP~2, LABORATORIUM LTM
LTM, LAS SP~3, LABORATORIUM LTM
LTM, LAS OB~3, LABORATORIUM LTM
LTM, LAS M~1, Data:
LTM, LAS SP~1
Technologia metali mikrostruktura
Technologia metali
SZKŁO I SPRZĘT LABORATORYJNY org, Technologia Żywnośći UR, I rok, ChemiaII
TECHNOLOGIA METALI bez rys, Politechnika Gdańska, Wydział Mechaniczny, Technologia Metali

więcej podobnych podstron