Analys av laserskärning för titanmaterial

Laserskärning är en ofta använd hög-precisionsprocess för bearbetningtitan och titanlegeringsmaterial. Det används i stor utsträckning inom flyg, medicinsk utrustning, kemisk utrustning och andra områden på grund av en liten- värmepåverkad zon, högkvalitativa skärkanter och stark flexibilitet,

 

 

Den huvudsakliga tekniska principen för laserskärning är den termiska effekten av laserstrålar med hög-energi-densitet och förångningsskärningsprocessen:

 

1.En laser med hög-effekt riktas mot ytan av titanmaterialet. Det kan omedelbart höja den lokala temperaturen till titans kokpunkt och orsaka att materialet snabbt ångas och bilda hål.

 

2. Hjälpgas sprutas ut genom skärhuvudets munstycke. Det blåser bort det förångade titanet från skärzonen och håller luften ute. Så det hindrar titan från att reagera med syre vid höga temperaturer och bildar skör titanoxid.

 

3. När laserstrålen och arbetsstycket rör sig i förhållande till varandra kommer hålen att sträckas längs skärbanan och slutligen bilda en kontinuerlig skäryta.

 

 

 

De fysikaliska egenskaperna påverkar deras skärsvårigheter och processegenskaper:

 

1.Hög reaktivitet: Titan reagerar lätt med element, som O, N och H vid höga temperaturer. Titanoxiden minskar skäreggens seghet och kan till och med orsaka sprickor, så vi måste använda inertgasskydd.

 

2.Hög värmeledningsförmåga: Titan har en lägre värmeledningsförmåga än stål, men den är högre än rostfritt stål. Under skärning leds värme lätt till det omgivande området. Den behöver exakt kontroll av laserkraft och skärhastighet för att undvika en alltför stor värmepåverkad zon.

 

3.Höga smält-/kokpunkter: Vi behöver en laserstråle med högre energitäthet. Vanligtvis bör vi välja en fiberlaser och kontrollera den fokuserade punktdiametern mellan 0,1–0,3 mm.

 

4. Fördelar med skärkvalitet: Till skillnad från plasmaskärning och vattenskärning har laser-skurna titanmaterial jämna tvärsnitt och hög vinkelräthet. Det kan uppfylla kraven på hög-precisionskomponenter utan att slipa efter.

 

 

1. Materialförbehandling och fastspänning

Innan du skär, ta bort oljefläckar och oxidfläckar från titanmaterialets yta för att undvika föroreningar som påverkar skärkvaliteten.

Under skärning, använd vakuumadsorption eller speciella fixturer för att hålla arbetsstycket stadigt på plats, för att förhindra att termisk deformation orsakar dimensionsavvikelser.

 

2. Skillnader mellan skärning av tjock plåt och tunn plåt

Tunna plåtar (＜3 mm): Öka skärhastigheten, minska lasereffekten och minimera den värmepåverkade zonen-. Det kan vara lämpligt för precisionsbearbetning av delar (medicinska implantat).

Tjocka plattor (~10 mm): Laserkraften behöver ökas, kombinerat med pulsläge för segmentskärning och multipelskärning. Under tiden måste vi öka det extra gastrycket för att säkerställa fullständig slaggutsläpp.

 

 

Problem	Orsaker	Lösningar
Oxidation och missfärgning av skäreggar	Otillräcklig renhet/lågt tryck av hjälpgas	Använd argon med hög-renhet; öka gastrycket
Grader på snittet	Fokalpositionsavvikelse/för hög hastighet	Kalibrera brännpunkten; minska skärhastigheten
För stor värmepåverkad zon.-	För hög lasereffekt/för låg hastighet	Optimera kraft-hastighetsmatchning; använd pulsad laser
Plåtdeformation	Värmekoncentration/otillräcklig fastspänning	Lägg till kylningsåtgärder; använd fler-punktsfixturer för fixering