Tác động của vị trí tiêu điểm trong gia công cắt laser

Cắt laser là một ứng dụng quan trọng của laser, trong đó chùm tia laser được hội tụ trên bề mặt vật liệu thông qua thấu kính hội tụ để làm nóng chảy vật liệu. Đồng thời, vật liệu nóng chảy bị thổi bay bởi khí nén đồng trục với chùm tia laser. Chùm tia laser và vật liệu được di chuyển tương đối với nhau dọc theo một đường nhất định, do đó tạo thành một hình dạng vết cắt cụ thể.

Các yếu tố chính ảnh hưởng đến cắt laser

Quá trình cắt laser được thực hiện thông qua sự hợp tác của cơ chế chuyển động, hệ thống điều khiển, nguồn laser và đầu laser. Do đó, các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu ứng cắt chủ yếu bắt nguồn từ bốn phần này. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến hiệu ứng cắt bao gồm phân bố năng lượng chùm tia, công suất laser, đường kính tiêu điểm, vị trí tiêu điểm, tốc độ cắt, đường kính vòi, v.v.

Trong số các yếu tố này, vị trí tiêu điểm có ảnh hưởng lớn nhất. Thay đổi vị trí tiêu điểm tương đương với việc thay đổi đường kính chùm tia tới trên bề mặt tấm và góc tới bên trong tấm. Điều này có thể ảnh hưởng đến sự hình thành của vết cắt, sự phản xạ của chùm tia bên trong vết cắt và sau đó là chiều rộng của vết cắt.

Vị trí lấy nét là gì?

Vị trí lấy nét (Z) là khoảng cách giữa tiêu điểm và bề mặt trên của vật liệu cần cắt. Thông thường, tiêu điểm trên bề mặt tấm được gọi là tiêu điểm bằng không, trong khi tiêu điểm nằm phía trên tấm được gọi là tiêu điểm dương và tiêu điểm nằm bên dưới nó được gọi là tiêu điểm âm.

Ảnh hưởng của vị trí lấy nét

Hình dưới đây cho thấy mối quan hệ biến thiên giữa vị trí tiêu điểm (Z) và chiều rộng (W) của phần trên của đường may cắt của vật liệu gia công.

Khi tiêu điểm nằm trên bề mặt tấm, chiều rộng của vết cắt là hẹp nhất. Khi vị trí tiêu điểm thay đổi, cho dù đó là độ lệch tiêu cực hay dương , chiều rộng của vết cắt sẽ mở rộng. Mức độ mà chiều rộng của vết cắt mở rộng khác nhau tùy thuộc vào độ dài tiêu cự của thấu kính đầu cắt và độ sâu tiêu cự. Nói chung, độ dài tiêu cự càng ngắn và độ sâu tiêu cự càng nhỏ thì sự thay đổi chiều rộng của vết cắt theo vị trí tiêu cự càng lớn.

Trước khi cắt bất kỳ vật liệu nào, cần điều chỉnh khoảng cách giữa tiêu điểm và vật liệu. Thông thường, việc chọn vị trí lấy nét sẽ khác nhau tùy thuộc vào loại vật liệu được cắt, do đó, điều quan trọng là phải chọn nó một cách thích hợp.

Làm thế nào để chọn vị trí lấy nét phù hợp?

• Cắt lấy nét tại tiêu điểm dương

Khi tiêu điểm được định vị phía trên vật liệu cắt , chùm sáng sẽ lan ra và khuếch tán trong đường cắt sau khi chạm tới bề mặt vật liệu. Điều này sẽ làm cho phần dưới của vết cắt lớn hơn phần trên.

Loại tiêu điểm này phù hợp để cắt oxy hóa, chẳng hạn như cắt thép carbon bằng oxy, vì nó cho phép oxy đến đáy phôi và tham gia vào phản ứng oxy hóa vừa đủ. Ngoài ra, vết cắt lớn hơn ở phía dưới cũng giúp loại bỏ xỉ.

Đối với việc cắt thép carbon bằng oxy, độ lệch dương lớn hơn trong một phạm vi nhất định sẽ dẫn đến kích thước vết lớn hơn trên bề mặt vật liệu, cũng như bề mặt cắt sáng hơn và mịn hơn. Tuy nhiên, vượt quá một phạm vi nhất định, năng lượng của phần dưới có thể không đủ, điều này có thể dẫn đến hiện tượng cắt không thấm hoặc xỉ bám ở đáy.

• Cắt lấy nét tại tiêu điểm âm

Cắt tiêu điểm âm liên quan đến việc định vị tiêu điểm bên trong tấm, do đó đảm bảo rằng phần dưới của vết cắt có đủ mật độ năng lượng.

Vết cắt rộng hơn ở phần trên và hẹp hơn ở phần dưới, với phần trên có biên độ cắt lớn hơn, giúp cải thiện tính lưu động của chất tan chảy. Tuy nhiên, phần dưới có chiều rộng cắt nhỏ hơn và yêu cầu luồng không khí lớn hơn. Độ lệch tiêu cực thường được sử dụng khi cắt bằng không khí hoặc nitơ.

• Cắt lấy nét tại tiêu điểm gốc

Trong quá trình cắt tại tiêu điểm gốc, kích thước điểm nhỏ nhất có thể thu được trên bề mặt tấm. Điều này dẫn đến phạm vi nóng chảy tương đối hẹp và vết cắt nhỏ hơn, làm cho nó phù hợp để cắt các vật liệu mỏng có độ chính xác cao.

• Đặc điểm cắt và phạm vi ứng dụng của các vị trí lấy nét

Việc lựa chọn tiêu điểm phụ thuộc vào đặc tính của vật liệu, độ dày của vật liệu và yêu cầu cụ thể của quá trình cắt. Các điểm tiêu điểm này cần được thiết lập và điều chỉnh chính xác để đảm bảo quá trình cắt diễn ra một cách hiệu quả và chất lượng.

Công Ty Cổ Phần Thiết Bị và Giải Pháp Cơ Khí Automech – nhà cung cấp các dòng máy gia công kim loại tấm, hàn laser, giải pháp tự động từ những nhà cung cấp nổi tiếng JFY – thành viên của TRUMPF group, Han’s laser, EKO, Yadon, ABB…. Automech đã hợp tác với nhiều đối tác thương mại lớn ở trong và ngoài nước nhằm phục vụ nhu cầu sản xuất đa dạng. Hệ sinh thái sản phẩm đa dạng cùng mức giá hợp lí là điểm cộng to lớn giúp Automech ngày càng chiếm được lòng tin của khách hàng.
Thông tin về sản phẩm vui lòng liên hệ
Hotline: 0987.899.347 – Mr.Toàn
Email: info@automech.vn
Trụ sở chính: 285 Đường Phúc Lợi, Long Biên, Hà Nội