Az optikai szálas lézervágó gép színesfém alumíniumot és alumíniumötvözetet képes feldolgozni
A színesfémek általában minden fémre vonatkoznak, kivéve a vasat (és néha a mangánt és a krómot) és a vasalapú ötvözeteket. Az alumínium és ötvözetei szintén színesfémek. A fémfeldolgozó iparban a lézervágó gépek gyakori megmunkáló berendezések. A szálas lézervágó gépek alumíniumot és ötvözeteit képesek feldolgozni. Ismerkedjünk meg az alumínium és alumíniumötvözetek lézeres vágásával.
Alumínium és ötvözeteinek lézeres vágása:
A tiszta alumíniumot nehezebb vágni, mint a vasalapú fémeket alacsony olvadáspontja, nagy hővezető képessége és különösen alacsony abszorpciós sebessége miatt a CO2 lézereknél. Nemcsak a vágási sebesség lassú, hanem a vágás alsó széle is hajlamos a salaktapadásra és a vágási felület érdes. Az alumíniumötvözetek más ötvözetelemeinek beépítése miatt a CO2 és a lézerfény elnyelése szilárd állapotban megnövekszik, így könnyebben vágható, mint a tiszta alumínium, valamivel nagyobb vágási vastagsággal és sebességgel. Jelenleg az alumínium és ötvözeteinek vágásához általában CO2 lézert, folyamatos lézert vagy impulzuslézert használnak.
CO2 gáz folyamatos lézervágás:
（1） Lézer teljesítmény.
Az alumínium és ötvözeteinek vágásához szükséges lézerteljesítmény nagyobb, mint a vasötvözetek vágásához. Egy 1 kW teljesítményű lézerrel legfeljebb 2 milliméter vastagságú ipari tiszta alumíniumot és legfeljebb 3 milliméter vastagságú alumíniumötvözet lemezeket lehet vágni. Egy 3 kW teljesítményű lézer képes ipari tiszta alumínium vágására, legfeljebb körülbelül 10 mm vastagságban. A lézer 5,7 kw teljesítményű, és ipari tiszta alumíniumot képes vágni, körülbelül 12,7 mm maximális vastagsággal és akár 80 cm/perc vágási sebességgel.
(2) A segédgáz típusa és nyomása.
Az alumínium és ötvözeteinek vágásakor a segédgázok típusa és nyomása jelentősen befolyásolja a vágási sebességet, a vágási salak tapadását és a vágási felület érdességét.
Az O2 segédgázként történő felhasználásával a vágási folyamatot oxidatív exoterm reakció kíséri, ami előnyös a vágási sebesség javításában. A bevágásban azonban magas olvadáspontú és nagy viszkozitású oxid salak, Al2O3 képződik. Amikor a salak a bevágásban áramlik, magas hőtartalma miatt a másodlagos olvadás következtében a kialakuló vágási felület vastagabbá válik. Másrészt, amikor a salak a vágás aljára kerül, a segédlevegő-áramlás lehűlése és a munkadarab hővezetése miatt a viszkozitás tovább növekszik és a folyékonyság romlik, gyakran ragadós salakot képezve, nehezen leválható a munkadarab alsó felületén. Ehhez növelni kell a gáz nyomását. Ugyanakkor a CO2 segédgáz felhasználásával kapott vágási felület viszonylag érdes. Amikor a vágási sebesség megközelíti a maximális vágási sebességet, a vágási felület érdessége javul.
Az N2 segédgáz mellett, mivel az N2 nem lép reakcióba az alapfémmel a forgácsolási folyamat során, a salak fúrhatósága nem túl jó, és még a vágás aljára akasztva is könnyen eltávolítható. Ezért ha a gáznyomás nagyobb, mint 0,5 MPa, akkor salakmentes vágás érhető el, de a forgácsolási sebesség kisebb, mint a segédgázé. Éppen ellenkezőleg, az érdesség és a forgási sebesség közötti kapcsolat alapvetően lineáris. Minél kisebb a forgási sebesség, annál kisebb az érdesség. Ezenkívül alacsony az ötvözetelem-tartalom, és nagy a vágási felület érdessége. A magas ötvözőelem-tartalmú alumíniumötvözetek vágási felületi érdessége azonban kicsi.
Repülési alumíniumötvözetek vágásakor kettős segédlevegő-áramlást is alkalmaznak. Azaz a belső fúvóka nitrogént, a külső fúvóka pedig oxigénáramot bocsát ki, 0,8M pa gáznyomás mellett ragasztómaradványoktól mentes vágási felület érhető el.
(3) Vágási folyamat és paraméterek.
Az alumínium és alumíniumötvözetek CO2 folyamatos lézeres vágásának fő műszaki kérdései a salakzárványok megszüntetése és a vágási felület érdességének javítása. A megfelelő segédgáz és forgácsolási sebesség megválasztása mellett a következő intézkedésekkel is megelőzhető a salakképződés.
1. Vigyen fel egy réteg grafit alapú tapadásgátló szert az alumíniumlemez hátoldalára.
Az alumíniumötvözet lemezek csomagolására használt fólia a salaktapadást is megakadályozhatja.
2-6. táblázat Referenciaanyagok az A1 CuMgmn ötvözet CO 2 lézeres vágásához.
2-7. táblázat: CO 2 lézeres vágási paraméterek alumíniumötvözethez, alumínium-cink-rézötvözethez és alumínium-szilíciumötvözethez.