1. Beam laser memfokuskan asas
1.1 Prinsip Tenaga Berfokus
Sistem optik pemotong laser memendekkan rasuk menjadi titik fokus dengan ketumpatan tenaga puncak, dikira oleh formula: \\ (e=\\ frac {p} {\\ pi r^2} \\)
di mana \\ (p \\) mewakili kuasa dan \\ (r \\) adalah jejari rasuk di titik fokus. Terdapat tiga fokus utama yang menentukan bagaimana rasuk berinteraksi dengan bahan:
· Fokus positif: Titik fokus terletak di atas permukaan material, mengakibatkan rasuk yang lebih luas di bahagian atas.
· Fokus sifar: Titik fokus sejajar dengan permukaan, mengimbangi diameter rasuk sepanjang ketebalan bahan.
· Fokus negatif: Titik fokus diletakkan di bawah permukaan, menumpukan tenaga dalam bahan.
1.2 Kepentingan kedudukan fokus
Kedudukan fokus secara langsung mempengaruhi bagaimana rasuk laser mencairkan dan mengeluarkan bahan melalui ketebalannya. Penjajaran yang tidak betul membawa kepada pengagihan tenaga yang tidak sekata, yang boleh menyebabkan kecacatan seperti tepi kasar atau pengumpulan dross.
2. Kesan pada pemotongan kualiti permukaan
2.1 kekasaran permukaan
Kekasaran permukaan, diukur oleh parameter seperti \\ (r _ a \\), menunjukkan kelancaran potongan. Dengan tumpuan positif, rasuk atas yang lebih luas meningkatkan pemindahan haba sisi, menyebabkan resolidifikasi yang tidak teratur. Sebagai contoh, pada keluli tahan karat 3mm, \\ (r _ a \\) meningkat dari 12μm pada fokus sifar hingga 15μm dengan fokus +1 mm. Sebaliknya, -0.
2.2 kelebihan kelebihan
Perhimpunan ketepatan memerlukan luka dengan tepi 90 darjah. Fokus positif mewujudkan serbuk "atas, bawah tanah bawah tanah", seperti sudut 8 darjah pada aluminium 5mm dengan fokus +2 mm. Fokus negatif yang sederhana -1 mm menumpuk rasuk pada kemasukan, meminimumkan serong ke 3 darjah dengan mengedarkan tenaga secara sama rata melalui bahan.
2.3 Pembentukan DROSS
Bentuk Dross apabila bahan cair gagal mengeluarkan sepenuhnya. Fokus positif mengurangkan ketumpatan tenaga di bahagian bawah, meninggalkan Dross-tebal residu sering muncul pada keluli karbon 10mm dengan fokus +1 mm. A -0.
2.4 Zon Terjejas Haba (HAZ)
HAZ adalah kawasan kerosakan haba di sekitar potongan. Fokus positif meluaskan haz teratas; Pada Titanium 4mm, ia mengukur 0. 3mm pada fokus sifar berbanding 0. 25mm pada -0. 5mm. Fokus negatif menumpukan tenaga, memelihara sifat bahan dalam aloi kekuatan tinggi.
3. Strategi fokus untuk bahan yang berbeza
3.1 Bahan Logam
· Keluli tahan karat (2-5mm): Gunakan fokus negatif yang sedikit (-0.
· Keluli Karbon (10mm+): Fokus negatif yang lebih mendalam (-1 ke -1. 5mm) membolehkan pemotongan eksotermik dengan oksigen, meningkatkan penyingkiran DROSS.
· Aloi aluminium: Untuk lembaran nipis (kurang daripada atau sama dengan 3mm), sifar hingga +0. 2mm fokus mengurangkan refleksi rasuk; Lembaran tebal (-0. 5mm) memerlukan nitrogen tekanan tinggi untuk mengatasi kekonduksian terma.
3.2 Bahan bukan logam
· Akrilik\/plastik: Sapukan fokus positif (+1-+2 mm) untuk menyebarkan tenaga dan mengelakkan pembakaran, dipasangkan dengan udara tekanan rendah untuk tepi bersih.
· Kayu\/komposit: Fokus positif sedikit (+0. 5mm) meminimumkan charring dalam kayu, manakala fokus sifar menghalang penyingkiran dalam komposit gentian kaca.
4. Teknik Kawalan Fokus Lanjutan
4.1 Sistem Fokus Automatik
Sensor mengesan variasi bahan kerja masa nyata, menyesuaikan fokus untuk mengekalkan kualiti bahan-bahan yang melengkung dan mengurangkan kadar penolakan automotif sebanyak 30%.
4.2 Pelarasan Fokus Dinamik
Mesin boleh menyesuaikan fokus pertengahan untuk perubahan ketebalan. Sebagai contoh, 0.
4.3 Protokol penentukuran
Corak ujian menjana peta fokus khusus bahan, menyimpan tetapan optimum dan pemotongan masa persediaan sebanyak 20%.
5. Contoh Permohonan Perindustrian
· Keluli automotif: Melaraskan fokus dari -0. 5mm ke -0. 8mm pada 6mm HSLA Steel dikurangkan kecacatan kelebihan sebanyak 40%.
· Titanium aeroangkasa: Memotong 5mm ti -6 al -4 v dengan -0. 3mm Focus mencapai HAZ kurang daripada 0.
6. Cabaran dan pandangan masa depan
Cutting thick materials (>Keluli 20mm) masih sukar kerana perbezaan rasuk. Perkembangan masa depan mungkin menggabungkan AI untuk menganalisis data masa nyata untuk pengoptimuman fokus automatik, membolehkan pemprosesan yang boleh disesuaikan untuk pelbagai bahan.
7. Kesimpulan
Kedudukan fokus pemotong laser memberi impak besar kepada pemotongan kualiti, mempengaruhi kekasaran, bentuk tepi, dross, dan haz. Dengan menyesuaikan tetapan fokus kepada keperluan material dan memanfaatkan teknologi kawalan lanjutan, pengeluar dapat mencapai ketepatan yang lebih tinggi, mengurangkan sisa, dan memenuhi tuntutan perindustrian.
----- Amelia -----