Қалыңдығы бойынша жіктеу: Өңдеу мүмкіндігін анықтау
Болат пластинаның қалыңдығы жабдық талаптарына, кесу жылдамдығына, жиек сапасына және жалпы өндіріс құнына тікелей әсер ететін лазерлік кесу мүмкіндігінің негізгі анықтаушысы болып табылады. Болат тақталар қалыңдығына қарай әдетте төрт санатқа жіктеледі: жұқа табақтар (4 мм-ден аз), орташа тақталар (4-20 мм), қалың тақталар (20-60 мм) және аса қалың тақталар (60 мм-ден асатын). Лазерлік кесу үшін болат парақтарды өңдеудің қолайлы диапазоны әдетте 20 мм-ге дейін созылады, белгілі бір жағдайларда 25 мм-ге дейін мүмкіндік береді. Жоғары қуатты талшықты лазерлік жүйелер, әсіресе 20 кВт-тан асатын жүйелер бұл шекараны одан әрі итермелеп, көміртекті болат үшін 70 мм-ге дейінгі оңтайлы кесу қалыңдығына қол жеткізді. Дегенмен, үздіксіз өндіріс тиімділігі мен кесу сапасы үшін қалыңдығы 50 мм-ден асатын болат плиталарды өңдеу әдетте ұсынылмайды. Бұл жіктеуді түсіну әрбір жоба үшін дұрыс жабдықты және параметрлерді анықтау үшін өте маңызды, өйткені қалыңдығы көмекші газды таңдауға, фокустық орынға, кесу жылдамдығына және күтілетін рұқсаттарға тікелей әсер етеді.
Лазерлік кесуге арналған материалға тән қалыңдық сипаттамалары
Түрлі болат маркалары жылу өткізгіштік, шағылыстыру және химиялық құрамдағы өзгерістерге байланысты лазерлік кесу ерекшеліктерін көрсетеді. үшін Көміртекті болат (жұмсақ болат) лазерлік кесуге арналған тамаша қалыңдық диапазоны 10 мм-ге дейін, максималды практикалық қалыңдығы оңтайлы жағдайларда 13 мм-ге жетеді. Жоғары қуатты жүйелер көміртекті болатты 25 мм немесе одан да көп өңдей алады, бірақ жылдамдық пен сапаны сақтау үшін тамаша диапазон айтарлықтай тар болып қалады. Тот баспайтын болат жоғары шағылысу және жылу өткізгіштікке байланысты үлкен қиындықтар тудырады; ASTM 304 тот баспайтын материал үшін тамаша қалыңдығы 4 мм-ге дейін, максималды қалыңдығы шамамен 6 мм. Жетілдірілген талшықты лазерлік жүйелер тот баспайтын болатты 20 мм немесе одан да көп өңдей алады, бірақ қалыңдығы артқан сайын кесу жылдамдығы айтарлықтай төмендейді. Алюминий және алюминий қорытпалары жоғары шағылыстыру қабілетімен танымал, кері шағылысудан қорғайтын арнайы лазер көздерін қажет етеді; құрылымдық алюминий үшін идеалды қалыңдығы 3 мм-ге дейін, максимум шамамен 5 мм. Жоғары қуатты талшықты лазерлер қорытпаға байланысты 18 мм немесе одан да қалың алюминийді кесіп, газға көмектеседі. Көмекші газды таңдау да бірдей маңызды: экзотермиялық тотығу арқылы кесуді жақсарту үшін көміртекті болат үшін оттегі пайдаланылады, ал тот баспайтын болат пен алюминий үшін таза, тотығусыз жиектерге қол жеткізу үшін азот немесе ауа ұсынылады.
Қалыңдығы бойынша лазерлік қуат талаптары
Лазер қуаты мен кесу қалыңдығының арасындағы қатынас шамамен сызықтық прогрессиямен жүреді, толық енуге қол жеткізу және қалыңырақ материалдарда қолайлы кесу жылдамдығын сақтау үшін жоғары қуат қажет. Көміртекті болат үшін 500 Вт талшықты лазер 6 мм дейін кеседі, 1000 Вт 6–12 мм, 2000 Вт 14–18 мм өңдейді және 3000 Вт 18–22 мм жетеді. Тот баспайтын болат үшін 500 Вт 1–3 мм кеседі, 1000 Вт 3–5 мм, 2000 Вт 6–8 мм өңдейді және 3000 Вт 8–12 мм жетеді. Практикалық ереже ретінде таза кесілген қалыңдығының миллиметріне шамамен бір киловатт лазер қуаты қажет. Қалыңдығы орташа пластиналар (6–12 мм) үшін ұсынылатын лазер қуаты – 4000–6000 Вт. Қалың пластиналар (13 мм және одан жоғары) сенімді толық енуге қол жеткізу үшін 4000 Вт немесе одан жоғары қажет. Кесу жылдамдығының қалыңдығына кері байланысы бар; қалың материалдар толық ену үшін төмендетілген беру жылдамдығын қажет етеді, ал жұқа парақтар сапаны жоғалтпай өткізу қабілеттілігін арттыру үшін жылдам жұмыс істейді. Мысалы, 20 кВт лазерлік кесу машинасы 30 кВт жүйесі 50 мм көміртекті болатты 20 кВт жүйеге қарағанда 88% жылдам кесу арқылы тиімділікті айтарлықтай жақсартуға қол жеткізе алады. Сәйкес лазер қуатын таңдау қажетті қалыңдықты, қажетті өндіріс өнімділігін және күрделі жабдық шығындарын теңестіруі керек.
Қалыңдық ауқымы бойынша өлшемдік төзімділік және жиектер сапасы
Лазермен кесілген болат пластиналардың қол жеткізуге болатын өлшемдік дәлдігі қалыңдығына байланысты айтарлықтай өзгереді, өйткені лазер сәулесі материал арқылы өткен сайын кеңейеді. Қалыңдығы 3 мм-ге дейінгі жұмсақ болат үшін ±0,004 дюймдік (0,1 мм) әдеттегі рұқсат етілетін шеттердің тамаша сапасымен қол жеткізуге болады. Қалыңдығы 3–6 мм үшін ±0,006 дюйм (0,15 мм) рұқсаттар жақсы жиек сапасына тән. 6–12 мм қалыңдық үшін рұқсат етілетін жиектер сапасымен ±0,010 дюймге (0,25 мм) дейін кеңейеді. 12–25 мм қалыңдық үшін ±0,020 дюйм (0,5 мм) рұқсат етілу күтіледі, жиектерінің сапасы өрескел. Тот баспайтын болат ұқсас үлгілерге сәйкес келеді: 0,5–3 мм жақсы жиектер сапасымен ± 0,004 дюймге (0,1 мм) жетеді, ал 3–10 мм жақсы жиектер сапасымен ± 0,008 дюймге (0,2 мм) жетеді. Керфтің ені — лазер сәулесімен жойылатын материал — талшықты лазерлер үшін әдетте 0,006-дан 0,012 дюймге (0,15–0,3 мм) дейін ауытқиды. Жиектер сапасы қалыңдаған сайын төмендейді: 3 мм-ден төмен жұқа болат тегіс, дерлік қаңылтырсыз жиектерді жасайды, кейінгі өңдеуді аз талап етеді; орташа болат (3–10мм) төменгі жиегінде аздап кедір-бұдырды көрсетеді, бұл аздап тазартуды қажет етеді; қалыңдығы 10 мм-ден асатын қалың болат айтарлықтай конустық пен кедір-бұдырды көрсетеді, кіріс жағы шығу жағынан кеңірек. Жұмсақ болатты талшықты лазермен кесуге арналған жылу әсер ететін аймақ (HAZ) әдетте 0,005 пен 0,010 дюйм (0,13–0,25 мм) аралығында болады. Қалың бөліктерде төртбұрышты жиектерді немесе өте тығыз рұқсаттарды қажет ететін қолданбалар үшін CNC өңдеу сияқты балама процестер қолайлырақ болуы мүмкін.
Қалыңдығының стандартты рұқсаттары және дизайнды қарастыру
Лазерлік кесу мүмкіндіктерінен басқа, негізгі материалдың өзі белгіленген қалыңдық рұқсаттарына сәйкес келуі керек. ASTM A6/A6M қалыңдығы, ені және ұзындығы үшін өлшемдік рұқсаттарды көрсете отырып, илектелген құрылымдық болат өзектерге, табақтарға, пішіндерге және қадаларға қойылатын жалпы талаптарды қамтамасыз етеді. Бұл рұқсаттар қалыңдығының диапазонына байланысты өзгереді, пластиналар стандартқа сәйкес шамамен 5 мм-ден 200 мм-ге дейін жабылады. A36 болат табақтары үшін қалыңдығына төзімділік ASTM A6/A6M арқылы көрсетілген қалыңдығы мен пластинаның еніне негізделген. Дизайнерлер түпкілікті бөлік өлшемдерін көрсету кезінде негізгі материалдың қалыңдығына төзімділікті де, кесуге төзімділікті де есепке алуы керек. Сонымен қатар, мүмкіндіктердің минималды өлшемдері пластина қалыңдығымен шектеледі: 5 мм-ге дейінгі болат үшін ең аз саңылау диаметрі 15 мм ұсынылады; қалыңдығы 6-15 мм, 18 мм үшін; және тиісінше 20–25 мм қалыңдығы үшін 20–25 мм. Иілу сызықтарына қатысты ең аз иілу радиусы мен тесіктердің орналасуын да ескеру қажет, өйткені иілу сызықтарына тым жақын орналастырылған тесіктер кейінгі қалыптау операциялары кезінде деформацияланады. Осы спецификация мен қалыңдық параметрлерін түсіну инженерлер мен сатып алу мамандарына бөлшектердің конструкцияларын өндіру мүмкіндігі үшін оңтайландыруға, сәйкес жабдықты таңдауға және лазермен кесілген болат компоненттеріне шынайы сапа күтулерін орнатуға мүмкіндік береді.
