Le principe de base de la découpe laser est l'interaction entre le laser et la matière. Il comprend non seulement des processus microquantiques complexes, mais également des macrophénomènes provoqués par le laser agissant sur divers matériaux diélectriques. Ces phénomènes macroscopiques incluent l'absorption laser, la réflexion, la réfraction, la conversion et la transmission d'énergie, l'état du matériau et la composition du gaz environnant, l'effet tissulaire lorsque le faisceau lumineux agit sur la surface du matériau, etc.
Par conséquent, les facteurs affectant la qualité de la découpe laser sont très complexes. En plus du matériau de traitement lui-même, il s'agit principalement des caractéristiques du faisceau, de la puissance laser, de la vitesse de coupe, du type de buse (ouverture) et de la hauteur de la buse, de la position de mise au point, du type et de la pression du gaz auxiliaire, etc.
Facteurs affectant la qualité de coupe
1. Caractéristiques du faisceau : la largeur de l'encoche de la découpe laser est fortement liée au mode du faisceau et au diamètre du spot après la mise au point. Étant donné que la densité de puissance et la densité d'énergie de l'irradiation laser sont liées au diamètre du spot laser, afin d'obtenir une densité de puissance et une objectivité énergétique élevées, le diamètre du spot doit être aussi petit que possible dans la découpe laser.
2. Puissance laser : la puissance laser affecte directement l'épaisseur de la plaque d'acier qui peut être coupée. Plus l'énergie est élevée, plus l'épaisseur du matériau pouvant être coupé est épaisse. De plus, cela affecte également la précision dimensionnelle de la pièce, la largeur de la fente, la rugosité de la surface de coupe et la largeur de la zone affectée thermiquement.
3. Vitesse de coupe : la vitesse de coupe a un grand impact sur la qualité de coupe de la plaque en acier inoxydable. La meilleure vitesse de coupe rend la surface de coupe lisse et lisse sans scories dans la partie inférieure.
Si la vitesse de coupe est trop rapide, la plaque d'acier ne sera pas coupée, ce qui entraînera des éclaboussures d'étincelles, des scories dans la moitié inférieure et même la brûlure de la lentille ; Si la vitesse de coupe est trop lente, il est facile de provoquer une surfusion du matériau, un élargissement du joint de coupe, une augmentation de la zone affectée par la chaleur et même une surchauffe de la pièce.
4. Buse : la forme de la buse (ouverture), la hauteur de la buse (distance entre la sortie de la buse et la surface de la pièce), etc. affectera l'effet de coupe.
5. Position de mise au point : la position de mise au point affecte directement la largeur de l'entaille, la pente, la rugosité de la section de coupe et l'adhérence des scories. Différentes positions de mise au point entraînent des diamètres de faisceau et des profondeurs de mise au point différents sur la surface de la pièce, ce qui modifiera la forme de la rainure de traitement et affectera le flux de gaz de traitement et de métal en fusion dans la rainure de traitement.
6. Gaz auxiliaire : le gaz auxiliaire est requis pour la coupe des matériaux, impliquant principalement le type et la pression de gaz. Le type de gaz, la pression, le diamètre de la buse et la géométrie affectent la rugosité des bords et la génération de bavures.
De nombreux facteurs affectent la qualité du traitement laser. La maîtrise de la loi de l'influence de divers facteurs de processus sur la qualité de surface du traitement par machine de découpe laser peut aider à trouver le moyen d'améliorer la qualité de surface et d'améliorer la qualité de surface.
L'évaluation de la qualité de la découpe laser comprend principalement les points suivants :
1. La surface de coupe est lisse, avec peu de lignes et aucune fracture fragile
Lorsque le laser découpe la plaque à haute température, la trace de matière fondue n'apparaîtra pas dans l'encoche sous le faisceau laser vertical, mais sera projetée à l'arrière du faisceau laser. En conséquence, les lignes courbes sont formées au niveau du bord de coupe et les lignes suivent de près le faisceau laser en mouvement. Afin de corriger ce problème, la réduction de la vitesse d'avance à la fin du processus de coupe peut grandement éliminer la formation de lignes ;
2. Largeur de fente étroite (ceci est principalement lié au diamètre du spot du faisceau laser, qui dépend de la qualité du tube laser)
D'une manière générale, la largeur de l'entaille n'affecte pas la qualité de coupe. Ce n'est que lorsqu'un contour particulièrement précis est formé à l'intérieur du composant que la largeur de coupe a un impact important, car la largeur de coupe détermine le diamètre intérieur minimum du contour. Lorsque l'épaisseur de la plaque augmente, la largeur de coupe augmente également. Par conséquent, afin d'assurer la même haute précision, quelle que soit la largeur de l'entaille, la pièce doit être constante dans la zone de traitement de la machine de découpe laser ;
3. Bonne perpendicularité du joint de coupe et petite zone affectée par la chaleur
Lorsque l'épaisseur du matériau traité dépasse 18 mm, la perpendicularité du tranchant est très importante ; Lorsqu'on s'éloigne du foyer, le faisceau laser devient divergent, et la découpe s'élargit vers le haut ou le bas selon la position du foyer.
Le tranchant s'écarte de quelques pourcents de la ligne verticale. Plus le bord est vertical, plus la qualité de coupe est élevée.
4. Effet thermique des matériaux de coupe
En tant qu'équipement d'application du traitement de coupage thermique, il est susceptible de provoquer un impact thermique sur les matériaux en cours d'utilisation, qui comprend principalement trois aspects : A. zone affectée par la chaleur ; b. Dépression et corrosion; c. Déformation matérielle.
La zone affectée par la chaleur fait référence à la zone chauffée le long de l'encoche lors de la découpe au laser. Dans le même temps, la structure du matériau lui-même change.
Par exemple, certains matériaux peuvent durcir. La zone affectée par la chaleur fait référence au changement régional de la structure interne dû à la température élevée ; La dépression et la corrosion ont un effet négatif sur la surface de l'arête de coupe et affectent l'apparence de la machine de découpe laser. Ils apparaissent dans des erreurs de coupe qu'il convient d'éviter en général.
Enfin, si la découpe provoque un échauffement brutal de la pièce, celle-ci se déformera. Ceci est particulièrement important dans l'usinage de précision car les contours et les pièces de connexion ne font généralement que quelques dixièmes de millimètre de large. Le contrôle de la puissance laser et l'utilisation d'impulsions laser courtes peuvent réduire l'échauffement des composants et éviter la déformation.
