Analiza tăierii cu laser pentru materiale de titan

Tăierea cu laser este un proces de înaltă{0}}precizie utilizat în mod obișnuit pentru prelucraretitan și materiale din aliaje de titan. Este aplicat pe scară largă în industria aerospațială, dispozitive medicale, echipamente chimice și alte domenii din cauza unei zone mici-afectate de căldură, a marginilor de tăiere de-înaltă calitate și a flexibilității puternice,

 

 

Principiul tehnic principal al tăierii cu laser este efectul termic al fasciculelor laser cu densitate mare{0}}energie-și procesul de tăiere prin vaporizare:

 

1.Un laser-de mare putere este îndreptat spre suprafața materialului de titan. Poate ridica instantaneu temperatura locală până la punctul de fierbere al titanului și poate provoca rapid vapori de material și poate forma găuri.

 

2.Gazul auxiliar este pulverizat prin duza capului de tăiere. Îndepărtează titanul vaporizat din zona de tăiere și ține aerul să intre. Deci, împiedică titanul să reacționeze cu oxigenul la temperaturi ridicate și formează oxid de titan fragil.

 

3. Când fasciculul laser și piesa de prelucrat se mișcă unul față de celălalt, găurile vor fi întinse de-a lungul traseului de tăiere și în cele din urmă vor forma o suprafață de tăiere continuă.

 

 

 

Proprietățile fizice afectează dificultatea de tăiere și particularitățile procesului:

 

1. Reactivitate ridicată: titanul reacționează ușor cu elemente, cum ar fi O, N și H la temperaturi ridicate. Oxidul de titan reduce duritatea muchiei de tăiere și poate chiar provoca fisuri, așa că trebuie să folosim protecție cu gaz inert.

 

2. Conductivitate termică ridicată: Titanul are o conductivitate termică mai mică decât oțelul, dar este mai mare decât oțelul inoxidabil. În timpul tăierii, căldura este ușor condusă în zona înconjurătoare. Are nevoie de un control precis al puterii laserului și al vitezei de tăiere pentru a evita o zonă afectată de căldură-excesiv de mare .

 

3. Puncte ridicate de topire/fierbere: avem nevoie de un fascicul laser cu densitate de energie mai mare. De obicei, ar trebui să selectăm un laser cu fibră și să controlăm diametrul punctului focalizat între 0,1-0,3 mm.

 

4. Avantajele calității tăierii: spre deosebire de tăierea cu plasmă și tăierea cu jet de apă, materialele de titan tăiate cu laser-au secțiuni transversale-netede și perpendicularitate ridicată, poate îndeplini cerințele componentelor de-înaltă precizie fără a urma șlefuirea.

 

 

1. Pretratarea materialului și prindere

Înainte de tăiere, îndepărtați petele de ulei și solzii de oxid de pe suprafața materialului de titan pentru a evita impuritățile care afectează calitatea tăierii.

În timpul tăierii, utilizați adsorbție în vid sau dispozitive speciale pentru a ține ferm piesa de prelucrat în poziție, pentru a opri deformarea termică să provoace abateri dimensionale.

 

2. Diferențele dintre tăierea plăcii groase și a plăcii subțiri

Plăci subțiri (<3 mm): creșteți viteza de tăiere, reduceți puterea laserului și minimizați zona afectată de căldură-. Poate fi potrivit pentru prelucrarea de precizie a pieselor (implanturi medicale).

Plăci groase (> 10 mm): puterea laserului trebuie mărită, combinată cu modul impuls pentru tăiere segmentată și multiplă. Între timp, trebuie să creștem presiunea gazului auxiliar pentru a asigura descărcarea completă a zgurii.

 

 

Probleme	Cauze	Soluții
Oxidarea și decolorarea muchiilor de tăiere	Puritate insuficientă/presiune scăzută a gazului auxiliar	Utilizați argon de{0}}puritate ridicată; crește presiunea gazului
Bavuri pe tăietură	Abatere de poziție focală/viteză excesiv de rapidă	Calibrați punctul focal; reduce viteza de taiere
Zona afectată de căldură{0}}excesiv mare	Putere laser excesiv de mare/viteză excesiv de mică	Optimizați potrivirea-vitezei; utilizați laser pulsat
Deformarea plăcilor	Concentrație de căldură/prindere insuficientă	Adăugați măsuri de răcire; utilizați dispozitive de fixare cu mai multe-puncte pentru fixare