후판(10mm 이상) 레이저 커팅의 기술적 과제

레이저 커터로 10mm 이하의 강판을 절단하는 것은 문제가 되지 않습니다. 그러나 두꺼운 강판의 경우 5kW 이상의 출력을 가진 고출력 레이저가 필요한 경우가 많습니다. 이로 인해 절단 품질이 크게 저하됩니다.

고출력 레이저 장비의 높은 비용으로 인해 레이저 커팅 출력 모드가 덜 유리합니다. 결과적으로 기존 레이저 커팅 방법은 두꺼운 판을 절단할 때 이점이 없습니다.

두꺼운 판재를 절단할 때의 기술적 과제 금속 레이저 절단 기계가 있습니다:

준고정 상태에서의 연소 과정은 유지하기가 어렵습니다.

그리고 금속 레이저 커터 는 실제 절단 과정에서 절단할 수 있는 판재의 두께에 제한이 있습니다. 이는 철제 절삭날의 연소 불안정성과 관련이 있습니다.

지속적인 연소 과정을 유지하려면 슬릿 상단의 온도가 점화점에 도달해야 합니다. 산화철 연소 반응에서 방출되는 에너지만으로는 연소 과정의 지속을 보장할 수 없습니다.

한편으로는 산소 흐름의 지속적인 냉각에 의해 절삭 날 온도가 감소합니다. 절단 노즐. 반면에 연소 후 형성된 산화철 층은 공작물 표면을 덮어 산소의 확산을 차단합니다. 산소 농도가 일정 수준까지 낮아지면 연소 과정이 꺼집니다.

기존의 컨버전스 빔 레이저 커팅에서는 레이저 빔이 표면의 작은 영역에 초점을 맞춥니다. 높은 레이저 출력 밀도 는 열 전도로 인해 레이저 방사 영역뿐만 아니라 더 넓은 영역에서 공작물의 표면 온도가 발화점에 도달하게 합니다.

공작물 표면의 산소 흐름의 직경이 레이저 빔의 직경보다 커서 레이저 빔뿐만 아니라 강한 연소 반응을 일으 킵니다. 레이저 방사 영역뿐만 아니라 그 밖의 영역에서도 마찬가지입니다.

두꺼운 판재를 절단할 때 절단 속도가 느립니다. 공작물의 표면이 커팅 헤드의 이동 속도보다 빠르게 연소되고 있습니다. 일정 시간 연소 후 산소 농도 감소로 인해 연소 과정이 꺼집니다. 커팅 헤드가 해당 위치로 이동하면 연소 반응이 다시 시작됩니다.

절삭 날의 연소 과정은 주기적으로 발생하여 온도 변동과 절개 품질 저하로 이어집니다.

판 두께 방향의 산소 순도와 압력은 지속적으로 유지하기가 어렵습니다.

산소 순도의 감소는 레이저 커터를 사용하는 후판의 절단 품질을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 산소 흐름의 순도는 절단 공정에 큰 영향을 미칩니다.

산소 흐름 순도가 0.9% 감소하면 철-산소 연소율이 10% 감소합니다. 순도가 5% 감소하면 연소율이 37% 감소합니다. 연소율이 감소하면 절단 이음새에 투입되는 에너지가 크게 감소하고 절단 속도가 느려집니다.

또한 절단 표면의 액체 층에 철 함량이 증가하여 슬래그의 점도가 높아져 슬래그 배출이 어려워집니다. 이로 인해 절개 하부에 슬래그가 많이 쌓이게 되어 절개 품질이 떨어지게 됩니다.

절단 안정성을 유지하려면 판재 두께와 압력 방향으로 절단 산소 흐름의 순도를 일정하게 유지해야 합니다.

기존 레이저 절단에는 얇은 판재 절단에 적합한 기존의 테이퍼 노즐이 사용됩니다. 그러나 두꺼운 판재를 절단할 때는 공급 압력이 증가함에 따라 노즐의 유동장에 충격파가 형성됩니다. 충격파는 산소 흐름 순도를 떨어뜨리고 절개 품질에 영향을 미치는 등 절단 공정에 여러 가지 위험을 초래합니다.

이 문제에 대한 세 가지 해결책이 있습니다:

(1) 절단 산소 흐름 주위에 예열 불꽃을 추가합니다.

(2) 절단 산소 흐름 주위에 보조 산소 흐름을 추가합니다.

(3) 기류장을 향상시키기 위해 노즐 내부 벽을 합리적으로 설계했습니다.