Quy trình cắt nhôm và hợp kim nhôm bằng máy cắt laser fiber

Máy cắt laser sợi quang có thể gia công kim loại màu nhôm và hợp kim nhôm

Kim loại màu thường đề cập đến tất cả các kim loại ngoại trừ sắt (và đôi khi là mangan và crom) và các hợp kim dựa trên sắt. Nhôm và hợp kim của nó cũng là kim loại màu. Trong ngành gia công kim loại, máy cắt laser là thiết bị gia công phổ biến. Máy cắt laser sợi quang có thể xử lý nhôm và các hợp kim của nó. Hãy cùng tìm hiểu về cắt laser nhôm và hợp kim nhôm.

Cắt laser nhôm và hợp kim của nó:

Nhôm nguyên chất khó cắt hơn kim loại gốc sắt do nhiệt độ nóng chảy thấp, độ dẫn nhiệt cao và đặc biệt là tỷ lệ hấp thụ thấp đối với laser CO2. Không chỉ tốc độ cắt chậm mà mép dưới của vết cắt cũng dễ bị dính xỉ và bề mặt cắt thô ráp. Do sự bao gồm các nguyên tố hợp kim khác trong hợp kim nhôm, sự hấp thụ CO2 và ánh sáng laser tăng lên ở trạng thái rắn, giúp dễ cắt hơn so với nhôm nguyên chất, với độ dày và tốc độ cắt lớn hơn một chút. Hiện nay, việc cắt nhôm và hợp kim của nó thường sử dụng laser CO2, laser liên tục hoặc laser xung.

Cắt laser liên tục bằng khí CO2:

（1） Công suất laze.

Công suất laser cần thiết để cắt nhôm và hợp kim của nó lớn hơn công suất cần thiết để cắt hợp kim sắt. Tia laser có công suất 1 kW có thể cắt nhôm nguyên chất công nghiệp có độ dày tối đa khoảng 2 mm và tấm hợp kim nhôm có độ dày tối đa khoảng 3 mm. Một tia laser có công suất 3 kW có thể cắt nhôm nguyên chất công nghiệp có độ dày tối đa khoảng 10 mm. Tia laser có công suất 5,7 kw và có thể cắt nhôm nguyên chất công nghiệp với độ dày tối đa khoảng 12,7 mm và tốc độ cắt lên đến 80 cm/phút.

(2) Loại và áp suất của khí phụ trợ.

Khi cắt nhôm và hợp kim của nó, loại và áp suất của khí phụ trợ có tác động đáng kể đến tốc độ cắt, độ bám dính của xỉ cắt và độ nhám của bề mặt cắt.

Sử dụng O2 làm khí phụ trợ, quá trình cắt đi kèm với phản ứng tỏa nhiệt oxy hóa, có lợi cho việc cải thiện tốc độ cắt. Tuy nhiên, xỉ oxit có nhiệt độ nóng chảy cao và độ nhớt cao, Al2O3, được hình thành trong rãnh khía. Khi xỉ chảy trong vết rạch, do hàm lượng nhiệt cao, bề mặt cắt hình thành trở nên dày hơn do nóng chảy thứ cấp. Mặt khác, khi xỉ được thải xuống đáy vết cắt, do luồng không khí phụ làm mát và sự dẫn nhiệt của phôi, độ nhớt càng tăng và tính lưu động kém, thường tạo thành xỉ dính. khó bong tróc ở bề mặt dưới của phôi. Để làm điều này, áp suất của khí phải được tăng lên. Đồng thời, bề mặt cắt thu được khi sử dụng CO2 làm khí phụ tương đối thô. Khi tốc độ cắt đạt đến tốc độ cắt tối đa, độ nhám của bề mặt cắt được cải thiện.

Với N2 làm khí phụ, do N2 không phản ứng với kim loại cơ bản trong quá trình cắt nên khả năng khoan của xỉ không tốt lắm, dù có treo ở đáy vết cắt cũng rất dễ bị loại bỏ. Do đó, khi áp suất khí lớn hơn 0,5 MPa, có thể thu được quá trình cắt không có xỉ, nhưng tốc độ cắt thấp hơn so với khí phụ trợ. Ngược lại, mối quan hệ giữa độ nhám và tốc độ quay vòng về cơ bản là tuyến tính. Tốc độ quay vòng càng nhỏ thì độ nhám càng nhỏ. Ngoài ra, hàm lượng nguyên tố hợp kim thấp và độ nhám bề mặt cắt lớn. Tuy nhiên, độ nhám bề mặt cắt của hợp kim nhôm có hàm lượng nguyên tố hợp kim cao là nhỏ.

Khi cắt các hợp kim nhôm hàng không, luồng khí phụ trợ kép cũng được sử dụng. Tức là, vòi bên trong phát ra nitơ và vòi bên ngoài phát ra dòng oxy, với áp suất khí là 0,8M pa, có thể thu được bề mặt cắt không có cặn kết dính.

(3) Quá trình cắt và các thông số.

Các vấn đề kỹ thuật chính trong cắt nhôm và hợp kim nhôm liên tục bằng laser CO2 là loại bỏ tạp chất xỉ và cải thiện độ nhám bề mặt cắt. Ngoài việc chọn khí phụ trợ và tốc độ cắt phù hợp, các biện pháp sau đây cũng có thể được thực hiện để ngăn chặn sự hình thành xỉ.

1. Phủ trước một lớp chất chống dính gốc than chì ở mặt sau của tấm nhôm.

Màng dùng để đóng gói các tấm hợp kim nhôm cũng có thể chống dính xỉ.

Bảng 2-6 Vật liệu tham khảo để cắt hợp kim A1CuMgmn bằng Laser CO 2.

Bảng 2-7 Các thông số cắt laser CO 2 cho hợp kim nhôm, hợp kim đồng kẽm nhôm và hợp kim nhôm silic.