Processo di taglio di alluminio e lega di alluminio mediante macchina da taglio laser in fibra

La macchina per il taglio laser a fibra ottica può lavorare alluminio e lega di alluminio di metalli non ferrosi

I metalli non ferrosi si riferiscono generalmente a tutti i metalli ad eccezione del ferro (e talvolta del manganese e del cromo) e delle leghe a base di ferro. Anche l'alluminio e le sue leghe sono metalli non ferrosi. Nell'industria della lavorazione dei metalli, le macchine per il taglio laser sono apparecchiature di lavorazione comuni. Le macchine per il taglio laser in fibra possono lavorare l'alluminio e le sue leghe. Impariamo il taglio laser dell'alluminio e delle leghe di alluminio.

Taglio laser alluminio e sue leghe:

L'alluminio puro è più difficile da tagliare rispetto ai metalli a base di ferro a causa del suo basso punto di fusione, dell'elevata conducibilità termica e soprattutto del suo basso tasso di assorbimento per i laser CO2. Non solo la velocità di taglio è lenta, ma anche il bordo inferiore del taglio è soggetto all'adesione delle scorie e la superficie di taglio è ruvida. A causa dell'inclusione di altri elementi di lega nelle leghe di alluminio, l'assorbimento di CO2 e luce laser aumenta allo stato solido, rendendo più facile il taglio rispetto all'alluminio puro, con uno spessore e una velocità di taglio leggermente superiori. Attualmente, il taglio dell'alluminio e delle sue leghe utilizza solitamente laser CO2, laser continuo o laser pulsato.

Taglio laser continuo a gas CO2:

（1） Potenza laser.

La potenza del laser necessaria per il taglio dell'alluminio e delle sue leghe è maggiore di quella necessaria per il taglio delle leghe di ferro. Un laser con una potenza di 1 kW può tagliare alluminio puro industriale con uno spessore massimo di circa 2 millimetri e lamiere in lega di alluminio con uno spessore massimo di circa 3 millimetri. Un laser con una potenza di 3 kW può tagliare alluminio puro industriale con uno spessore massimo di circa 10 mm. Il laser ha una potenza di 5,7 kw e può tagliare alluminio industriale puro con uno spessore massimo di circa 12,7 mm e una velocità di taglio fino a 80 cm/min.

(2) Il tipo e la pressione del gas ausiliario.

Durante il taglio dell'alluminio e delle sue leghe, il tipo e la pressione dei gas ausiliari hanno un impatto significativo sulla velocità di taglio, sull'adesione delle scorie di taglio e sulla rugosità della superficie di taglio.

Utilizzando l'O2 come gas ausiliario, il processo di taglio è accompagnato da una reazione esotermica ossidativa, utile per migliorare la velocità di taglio. Tuttavia, nell'intaglio si formano scorie di ossido ad alto punto di fusione e ad alta viscosità, Al2O3. Quando la scoria scorre nell'incisione, a causa del suo elevato contenuto di calore, la superficie di taglio formata diventa più spessa a causa della fusione secondaria. Quando invece la scoria si scarica sul fondo del taglio, per effetto del raffreddamento del flusso d'aria ausiliario e della conduzione termica del pezzo, la viscosità aumenta ulteriormente e la fluidità si riduce, formando spesso scorie appiccicose che si difficile da staccare sulla superficie inferiore del pezzo. Per fare ciò, la pressione del gas deve essere aumentata. Allo stesso tempo, la superficie di taglio ottenuta utilizzando la CO2 come gas ausiliario è relativamente ruvida. Quando la velocità di taglio si avvicina alla velocità di taglio massima, la rugosità della superficie di taglio migliora.

Con N2 come gas ausiliario, poiché N2 non reagisce con il metallo di base durante il processo di taglio, la perforabilità della scoria non è molto buona e, anche se è appesa al fondo del taglio, è facile da rimuovere. Pertanto, quando la pressione del gas è maggiore di 0,5 MPa, si può ottenere un taglio senza scoria, ma la velocità di taglio è inferiore a quella del gas ausiliario. Al contrario, il rapporto tra rugosità e velocità di rotazione è sostanzialmente lineare. Minore è la velocità di rotazione, minore è la rugosità. Inoltre, il contenuto di elementi in lega è basso e la rugosità della superficie di taglio è elevata. Tuttavia, la rugosità della superficie di taglio delle leghe di alluminio ad alto contenuto di elementi di lega è ridotta.

Quando si tagliano le leghe di alluminio aeronautico, viene utilizzato anche un doppio flusso d'aria ausiliario. Cioè, l'ugello interno emette azoto e l'ugello esterno emette un flusso di ossigeno, con una pressione del gas di 0,8M pa, si può ottenere una superficie di taglio priva di residui di adesivo.

(3) Processo e parametri di taglio.

I principali problemi tecnici nel taglio laser continuo CO2 di alluminio e leghe di alluminio sono l'eliminazione delle inclusioni di scorie e il miglioramento della rugosità della superficie di taglio. Oltre a selezionare il gas ausiliario e la velocità di taglio appropriati, è possibile adottare anche le seguenti misure per evitare la formazione di scorie.

1. Prerivestire uno strato di antiaderente a base di grafite sul retro della lastra di alluminio.

Il film utilizzato per l'imballaggio delle lastre in lega di alluminio può anche impedire l'adesione delle scorie.

Tabella 2-6 Materiali di riferimento per il taglio laser CO 2 della lega A1CuMgmn.

Tabella 2-7 Parametri di taglio laser CO 2 per lega di alluminio, lega alluminio zinco rame e lega alluminio silicio.