Принципът на лазерното рязане на метал е използването на лазерния лъч като източник на топлина за облъчване на повърхността на металния материал, което води до повишаване на повърхностната температура на металния материал до точката на топене (кипене). В същото време дюзата пръска режещ газ успоредно на посоката на излъчване на лазерния лъч, за да разтопи (изпари) материала. Издухайте (когато режещият газ е активен газ като кислород, режещият газ също ще реагира с металния материал, за да осигури окислителна топлина). Чрез контролиране на устройството за движение, режещата глава се движи по предварително определен маршрут, за да реже детайли с различни форми.

По време на процеса на лазерно рязане на метал, плътността на мощността на падащия лазер е различна и промените на повърхността на металния материал също са различни. Най-общо казано, когато плътността на мощността на лазера върху повърхността на метален материал достигне от порядъка на 10 MW/см², повърхността на металния материал бързо ще се нагрее до точката на кипене на материала и ще се изпари силно в метални пари. Когато плътността на мощността на лазера върху повърхността на метален материал надвиши от порядъка на 100MW/см², металните пари, които не могат да бъдат разредени навреме, ще бъдат повторно загряти от лазерната енергия, образувайки плазмен облак.

По-голямата част от плазмения облак, генериран от лазерно рязане на метални материали, ще бъде издухан от режещия газ, а останалата малка част ще образува плазмен облак и ще повлияе на рязането на метал:

1) Плазменият облак ще остане на повърхността на металния материал, възпрепятствайки предаването на лазерна енергия и намалявайки скоростта на рязане.

2) Плазменият облак, уловен под дюзата, не само ще промени капацитета на средата между дюзата и металния материал, но също така ще нагрее дюзата, ще повлияе на параметрите на нейния капацитет, ще попречи на резултатите от откриването на капацитивния регулатор на височината и ще намали проследяване Прецизността на контрола влияе върху ефекта на рязане.

Вземайки за пример 2000W лазер, широко използван в момента на пазара, ако се използва с режеща глава 100/125 (фокусно разстояние на колиматорна леща/фокусно разстояние на фокусираща леща), когато диаметърът на сърцевината на пигтейла е по-малък от 40 μm, средната плътност на мощността на светлинното петно ​​при нулев фокус Тя ще достигне от порядъка на 100MW/см², особено при рязане на тънки метални плочи, по-лесно е да се генерират плазмени облаци.

За да се реши този проблем, следният процес на рязане може ефективно да намали въздействието на плазмения облак върху процеса на рязане:

1. Приемете намаляване на импулса. Методът на импулсно рязане може да осигури пиковата мощност на лазера от една страна и да съкрати времето на облъчване на лазера върху металния материал от друга страна, намалявайки генерирането на плазмен облак.

2. Намалете мощността на лазерното рязане по подходящ начин. Без да се променят други условия, намаляването на мощността на рязане може да намали средната плътност на мощността във фокуса и да намали генерирането на плазмени облаци. Например, когато се използва едномодов 2000 W лазер за рязане на 1 мм неръждаема стомана при пълна мощност и нулев фокус, скоростта на рязане не беше идеална поради влиянието на плазмения облак. Когато мощността на рязане беше намалена до 1800 W, скоростта на рязане се увеличи с 50%.

3. Разширете подходящо режещия прорез. Разширяването на прореза на рязане не само осигурява по-широк канал за плазмения облак да се разпръсне надолу, намалявайки въздействието на плазмения облак върху рязането, но също така спомага за ускоряване на отделянето на шлака в прореза и подобрява ефекта на рязане.

4. Намалете по подходящ начин височината на косене. Височината на рязане не само директно определя дебелината на плазмения облак между дюзата и повърхността на металния материал (колкото по-късо е разстоянието, толкова по-тънък е плазменият облак), но и колкото по-близо до режещата дюза, толкова по-високо е налягането на режещият газ, изхвърлен от центъра на дюзата (вижте фигура 2) Увеличаването на налягането на въздуха при рязане спомага за ускоряване на дисперсията на плазмения облак под дюзата и намалява екранирането на падащия лазер от плазмения облак. Следователно, като се има предвид, че се гарантира безопасността на режещата глава, колкото по-късо е следващото разстояние, толкова по-добре.

5. Използвайте подходяща режеща дюза. Подходяща дюза може да увеличи скоростта на газовия поток, без да увеличава диаметъра на дюзата, и може да ускори разпръскването на метални плазмени облаци.

6. Добавете устройство за странично издухване и устройство за охлаждане на дюзата към режещата глава. Устройството за странично издухване се използва за издухване на част от плазмения облак и намаляване на натрупването на плазмен облак под дюзата. Устройството за охлаждане на дюзата може да намали топлинното въздействие на плазмения облак върху дюзата и да избегне повлияване на параметрите на капацитивната производителност на дюзата.

7. Използвайте капацитивен регулатор на височината с висока честота на дискретизация. Капацитивният регулатор на височината с висока скорост на вземане на проби може не само да осигури следната точност, но и да определи промените в плазмения облак под дюзата чрез наблюдение на промените в стойността на капацитета. Чрез наблюдение на промените в плазмения облак, машинният инструмент може да предприеме мерки като забавяне, пауза и намаляване на импулса. За намаляване на въздействието на плазмения облак върху рязането.