Kerge lõikamise protsess jaguneb järgmisteks osadeks:
1. Aurulõikus:
Suure võimsusega tihedusega laserkiire kuumutamisel tõuseb materjali pinnatemperatuur kiiresti keemistemperatuurini, mis on piisav, et vältida soojusjuhtivusest tingitud sulamist. Selle tulemusel aurustub osa materjalist auruks ja kaob, samas kui osa puhub lõikeõmbluse põhjast abigaasivoolu abil väljapaiskuvate osakestena minema.
2. Sulamislõikamine:
Kui langeva laserkiire võimsustihedus ületab teatud väärtuse, hakkab kiire kiirguspunktis olev materjal aurustuma, moodustades auke. Kui see väike auk on moodustunud, toimib see musta kehana, neelates kogu langeva kiire energia. Väike auk on ümbritsetud sulametallist seinaga ja seejärel kannab kiirega koaksiaalne abiõhuvool sula materjali augu ümbert minema. Töödeldava detaili liikumisel liigub väike auk sünkroonselt horisontaalselt lõikesuunas, moodustades lõikeõmbluse. Laserkiir jätkab paistmist mööda selle õmbluse esiserva ja sulanud materjal puhutakse pidevalt või pulseerivalt õmbluse seest eemale.
3. Oksüdatsioonisulatusega lõikamine:
Sulatuslõikusel kasutatakse üldiselt inertgaase. Kui kasutatakse hapnikku või muid aktiivseid gaase, süttib materjal laserkiire all ja hapnikuga toimub äge keemiline reaktsioon, mille tulemuseks on uus soojusallikas, mida nimetatakse oksüdatsioonisulatuslõikuseks. Täpsem kirjeldus on järgmine:
(1) Materjali pind kuumutatakse laserkiire mõjul kiiresti süttimistemperatuurini ja seejärel toimub intensiivne põlemisreaktsioon hapnikuga, mille käigus eraldub suur hulk soojust. Selle kuumuse mõjul tekivad materjali sisse väikesed auruga täidetud augud, mida ümbritsevad sulametalli seinad.
(2) Põlemisainete ülekandumine räbu sisse kontrollib hapniku ja metalli põlemiskiirust, samas kui kiirus, millega hapnik difundeerub läbi räbu süütefrondi jõudmiseks, mõjutab oluliselt põlemiskiirust. Mida suurem on hapniku voolukiirus, seda kiirem on põlemise keemiline reaktsioon ja räbu eemaldamise kiirus. Loomulikult, mida suurem on hapniku voolukiirus, seda parem, sest liiga kiire voolukiirus võib põhjustada reaktsioonisaaduste, nimelt metalloksiidide, kiiret jahtumist lõikeõmbluse väljumisel, mis kahjustab ka lõikekvaliteeti.
(3) Oksüdeerimis-sulatuslõikamise protsessis on ilmselgelt kaks soojusallikat: laserkiirguse energia ja hapniku ja metalli vahelise keemilise reaktsiooni käigus tekkiv soojusenergia. Hinnanguliselt moodustab terase lõikamise ajal oksüdeerimisreaktsiooni käigus eralduv soojus umbes 60% lõikamiseks vajalikust koguenergiast. On ilmne, et hapniku kasutamine abigaasina võimaldab saavutada suuremaid lõikekiirusi võrreldes inertgaasidega.
(4) Kahe soojusallikaga oksüdatsioonisulatuslõikamisprotsessis, kui hapniku põlemiskiirus on suurem kui laserkiire liikumiskiirus, on lõikeõmblus lai ja kare. Kui laserkiire liikumiskiirus on suurem kui hapniku põlemiskiirus, on saadud pilu kitsas ja sile. [1]
4. Murru lõikamise kontroll:
Haprate ja termilistele kahjustustele kalduvate materjalide puhul nimetatakse laserkiire abil kiiret ja kontrollitavat lõikamist kontrollitud murdumislõikuseks. Selle lõikeprotsessi peamine eesmärk on hapra materjali väikese ala kuumutamine laserkiirega, põhjustades selles piirkonnas suure termilise gradiendi ja tugeva mehaanilise deformatsiooni, mille tulemuseks on materjali pragude teke. Niikaua kui säilitatakse tasakaalustatud kuumutusgradient, saab laserkiir juhtida pragusid mis tahes soovitud suunas.
Postituse aeg: 09.09.2025