К цветным металлам обычно относятся все металлы, кроме железа (иногда включая марганец и хром) и сплавов на основе железа. Алюминий и его сплавы также относятся к цветным металлам. В металлообрабатывающей промышленности станки лазерной резки являются распространенным обрабатывающим оборудованием. Станки для волоконной лазерной резки могут обрабатывать алюминий и его сплавы.
Лазерная резка алюминия и его сплавов: Чистый алюминий труднее резать, чем металлы на основе железа, из-за его низкой температуры плавления, высокой теплопроводности и особенно низкой скорости поглощения СО2-лазера. Мало того, что скорость резания низкая, так еще и нижний край реза склонен к налипанию шлака, а поверхность резки становится шероховатой. Из-за присутствия в алюминиевом сплаве других легирующих элементов скорость поглощения СО2 и лазера увеличивается в твердом состоянии, что облегчает резку, чем чистый алюминий. Толщина резки и скорость резки также немного выше. В настоящее время резка алюминия и его сплавов обычно осуществляется с помощью СО2-лазера, непрерывного или импульсного лазера.
Газовая непрерывная лазерная резка СО2:
(1) Мощность лазера.
Мощность лазера, необходимая для резки алюминия и его сплавов, больше, чем мощность, необходимая для резки железных сплавов. Лазер мощностью 1 кВт может резать промышленный чистый алюминий максимальной толщиной около 2 миллиметров, а также пластины из алюминиевых сплавов максимальной толщиной около 3 миллиметров. Лазер мощностью 3 кВт может резать промышленный чистый алюминий максимальной толщиной около 10 мм. Лазер имеет мощность 5,7 кВт и может резать промышленный чистый алюминий. Максимальная толщина составляет около 12,7 мм, а скорость резки может достигать 80 см/мин.
(2) Тип и давление вспомогательного газа.
Тип и давление вспомогательного газа оказывают существенное влияние на скорость резания, прилипание шлака и шероховатость поверхности резания при резке алюминия и его сплавов.
При использовании O2 в качестве вспомогательного газа процесс резки сопровождается экзотермической реакцией окисления, что способствует повышению скорости резки.
При использовании N2 в качестве вспомогательного газа, поскольку N2 не вступает в реакцию с основным металлом в процессе резания, просверливаемость шлака не очень хорошая. Даже если он висит внизу среза, его легко снять.
При резке алюминиевых сплавов для авиации также используется двойной вспомогательный поток воздуха. Внутреннее сопло распыляет газообразный азот, а внешнее сопло распыляет поток кислорода с давлением газа 0,8 МПа, чтобы получить режущую поверхность без вязких остатков.
(3) Процесс и параметры резки.
Основной технической проблемой непрерывной лазерной резки алюминия и алюминиевых сплавов СО2 является устранение шлаковых включений и улучшение шероховатости поверхности резки. Помимо выбора подходящего вспомогательного газа и скорости резки, можно также принять следующие меры для предотвращения шлакования.
Предварительно нанесите слой антипригарного шлакового агента на основе графита на обратную сторону алюминиевой пластины.
Пленка, используемая для упаковки пластин из алюминиевого сплава, также может предотвратить прилипание шлака.