Prinsip Pemotongan Gabungan Laser-Oksigen
Pemotongan laser keluli gulung panas biasanya menggunakan apa yang dikenali secara teknikal sebagai pemotongan gabungan laser-oksigen atau 'pemotongan hibrid nyalaan laser.' Tidak seperti pengewapan laser atau proses lebur tulen, pemotongan laser-oksigen bergantung pada sinergi yang kuat antara pancaran laser dan tindak balas kimia eksotermik. Prinsipnya berfungsi seperti berikut: pancaran laser gentian tenaga tinggi (biasanya 4 hingga 6 kW) memfokus pada permukaan plat keluli gelek panas, dengan cepat memanaskan kawasan setempat kepada suhu penyalaan besi (kira-kira 1,350°C). Pancutan oksigen ketulenan tinggi diarahkan secara sepaksi dengan pancaran laser ke tempat yang terlalu panas ini. Sebaik sahaja besi mencapai takat penyalaan, ia bertindak balas dengan kuat dengan oksigen dalam tindak balas pengoksidaan eksotermik: 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃ + haba. Pembakaran kimia ini membebaskan tiga hingga lima kali lebih banyak tenaga haba daripada pancaran laser itu sendiri. Oleh itu, laser bertindak sebagai 'pemetik api' atau 'pencucuh' yang cekap dan sangat dikawal, memulakan dan kemudian membimbing tindak balas di sepanjang laluan pemotongan yang diprogramkan, manakala gas oksigen berfungsi dengan dua tujuan iaitu sebagai agen pembakaran dan pancutan tekanan tinggi yang mengeluarkan sanga oksida besi cair yang terhasil daripada kerf yang dipotong.
Untuk plat keluli karbon tebal, proses hibrid ini adalah kaedah pemotongan yang paling kos efektif dan terpantas. Ia membolehkan pemotongan plat sehingga 200mm tebal menggunakan laser berkuasa rendah (6kW) kerana tindak balas pengoksidaan menyediakan lebih 80% daripada jumlah tenaga pemotongan. Kecekapan ini menghapuskan keperluan untuk laser berkuasa tinggi yang besar dan mahal yang sering diperlukan untuk plat tebal. Hasilnya ialah pemotongan bersih dengan ketegasan yang sangat baik, kurang ketara sanga daripada pemotongan plasma, dan tidak memerlukan masa prapemanasan yang panjang (selalunya 2-3 minit) yang diwajibkan untuk pemotongan bahan api oksi tradisional.
Menyediakan Keluli Gelek Panas untuk Pemotongan Laser Optimum
Walaupun proses laser-oksigen ialah alat yang berkuasa untuk memotong keluli karbon, mencapai hasil yang berkualiti tinggi dan konsisten bergantung secara kritikal pada keadaan permukaan plat canai panas mentah. Keluli hitam gelek panas standard mempunyai ciri permukaan bersisik yang jauh dari ideal untuk laser. Permukaan 'seperti bulan' atau kawah ini menjejaskan sistem pengesan ketinggian laser, menyebabkan titik fokus hanyut masuk dan keluar dari fokus, yang secara langsung memberi kesan kepada kualiti dan ketekalan potongan. Untuk mengatasinya, bahan pilihan untuk pemotongan laser berketepatan tinggi ialah Hot Rolled Pickled and Oiled (HRP&O) . keluli Dalam proses ini, gegelung gelek panas disalurkan melalui mandian asid hidroklorik yang secara kimia mengeluarkan skala kilang yang teguh, meninggalkan permukaan yang bersih, licin, seragam yang kemudiannya disapu sedikit minyak untuk memberikan perlindungan kakisan sementara.
Kajian industri telah mengesahkan bahawa penjerukan secara asasnya mengubah prestasi pemotongan laser keluli gulung panas. Merentasi semua julat ketebalan, kualiti permukaan bahan mempunyai kesan yang lebih ketara pada hasil pemotongan berbanding mana-mana pembolehubah lain, termasuk membantu tekanan gas atau pelarasan kedudukan fokus. Kedalaman fokus yang konsisten adalah keperluan utama untuk pemotongan yang stabil dan berkualiti tinggi; permukaan licin keluli HRP&O menyediakan begitu sahaja, membolehkan tetingkap proses yang luas dan kelajuan pemotongan yang tinggi. Di samping itu, beberapa proses lanjutan seperti proses SCS (Sustainable Coil Solutions) melangkah lebih jauh, mencipta permukaan yang bersih dan kering yang meningkatkan kelajuan pemotongan sebanyak kira-kira 20% dengan menghapuskan asap yang dihasilkan oleh pembakaran minyak. Untuk aplikasi ketepatan yang menuntut kerataan yang dijamin selepas pemotongan, gred khusus seperti produk jalur canai panas Laser Plus menjamin sisihan kerataan maksimum hanya 3mm setiap meter.
Aliran Kerja Coil-to-Plate untuk Pemotongan Laser
Dalam persekitaran fabrikasi moden yang cekap, aliran kerja daripada gegelung gelek panas kepada plat siap yang dipotong sangat automatik dan diperkemas. Proses ini selalunya bermula dengan gegelung tolok berat yang boleh menimbang sehingga 30 tan, yang dipasang pada decoiler ketepatan. Jalur keluli disalurkan melalui perata tugas berat yang menghilangkan 'set gegelung' (kelengkungan semula jadi jalur luka) untuk menghasilkan kepingan rata yang sempurna. Ini diikuti dengan ricih potong-ke-panjang ketepatan yang memutuskan jalur ke dalam plat dengan dimensi yang tepat dan diprogramkan. Keseluruhan proses dalam talian ini boleh dipantau dan dikawal oleh perisian dipacu resipi, memastikan tetapan yang sempurna dan boleh diulang untuk setiap produk dijalankan. Hasilnya ialah kosong bersaiz rata dan konsisten yang dioptimumkan untuk peringkat seterusnya: sistem pemotongan laser itu sendiri.
Plat rata yang telah siap kemudiannya dimuatkan ke mesin pemotong laser gentian berkuasa tinggi. Parameter pemotongan—paling kritikal, tekanan gas bantuan oksigen, kedudukan fokus laser (ditetapkan di dalam plat tebal untuk kerf yang sempit dan selari), dan kelajuan pemotongan—semuanya diprogramkan ke dalam sistem CNC. Untuk banyak operasi volum tinggi, proses ini dimajukan lagi dengan bergerak terus dari gegelung ke laser. Dalam sistem pengosongan laser yang diberi gegelung, jalur yang diratakan menyalurkan terus ke dalam ruang pemotong laser. Ini menghapuskan langkah berasingan untuk mencipta plat diskret, membuang masa yang diperlukan untuk penukaran palet, dan boleh meningkatkan masa pengeluaran keseluruhan sistem laser sebanyak kira-kira 14%, mewakili penjimatan kira-kira 600 jam bekerja setahun berbanding sistem makan lembaran tradisional. Aliran kerja bersepadu sepenuhnya ini, daripada gegelung mentah kepada bahagian pemotongan laser ketepatan, memaksimumkan penggunaan bahan, meminimumkan pengendalian dan menetapkan standard untuk pemprosesan keluli moden.
