레이저 절단은 거의 현재 세계에서 가장 선진적인 절단 기술로 대부분의 금속과 비금속 재료를 절단할 수 있어 많은 업계에서 그의 응용을 볼 수 있다.그것은 정밀 제조, 유연성 절단, 이형 가공, 일차 성형, 속도가 빠르고 효율이 높은 장점을 갖추고 있어 많은 일반적인 방법으로는 해결할 수 없는 난제를 해결할 수 있다.이 글은 모두와 함께 레이저 절단에 관한 일을 이야기한다.

레이저 절단은 레이저 발생기에서 나오는 레이저빔을 이용하여 렌즈를 통해 초점을 맞춘 후 초점에 극소의 고에너지 반점을 모아 재료의 적당한 위치에 초점을 맞추고 재료에 의해 레이저 에너지를 흡수하여 신속하게 기화, 용융, 부식 또는 연소점에 이르게 하며 고압 보조 기체(이산화탄소 기체, 산소, 질소 가스 등)에 맞추어 녹아내린 찌꺼기를 제거하는 과정이다.레이저 헤드는 스펙트럼 제어의 서보 모터에 의해 구동되고 절단 헤드는 예정된 노선에 따라 광속이 재료에서 이동하면서 각종 모양의 부품을 절단한다.

빛은 붉은색과 주황색, 녹색이 있어 물체를 흡수할 수도 있고 반사될 수도 있다.레이저도 빛으로 파장에 따라 서로 다른 특성을 나타낸다.레이저 발생기의 이로운 매체(즉 전기를 레이저로 바꿀 수 있는 매체)는 레이저의 파장, 출력과 응용 분야를 결정한다.레이저기의 이로운 매체는 기체, 액체와 고체로 나눌 수 있다.기체 중 대표적인 것은 CO2 기체 레이저이다.고체 중 대표적인 것은 광섬유 레이저와 YAG 레이저, 루비 레이저, 반도체 레이저 등이다.액체 레이저는 일부 액체(일반적으로 유기용제, 예를 들어 염료)를 이용하여 레이저를 생성하는 작업 매개체로 레이저를 발사한다.

서로 다른 절단 대상 재료로 흡수할 수 있는 레이저 파장이 다르기 때문에 적당한 레이저 발생기가 필요하다.현재 자동차 업계에서 가장 광범위하게 응용되는 것은 역시 광섬유 레이저 발생기다.

레이저 절단 방식은 주로 용해 절단, 산화 절단, 기화 절단, 가이드 절단 등으로 나뉜다.절단 방법을 선택하려면 그들의 특징과 판재의 재료를 고려해야 하고, 때로는 절단의 형상도 고려해야 한다.레이저 기화 절단은 상대적으로 용해되는 데 더 많은 열량을 필요로 하며 극히 얇은 금속 재료와 비금속 재료의 절단에 적용된다.레이저 산화 절단은 산소와 금속의 반응열을 빌려 속도를 더욱 빠르고 절단의 질이 상대적으로 떨어지며 두꺼운 판 절단에 적용된다.레이저 용해 절단은 가스의 사용을 보호하고 찌꺼기가 튀는 것을 방지하며 틈이 평평하고 절단의 질이 좋아 자동차 및 판금 업계에서 가장 광범위하게 응용된다.또한 용해 절단과 기화 절단은 무산화 절단을 얻을 수 있어 특수한 요구가 있는 절단에 중요한 의미를 가진다.

레이저 절단의 공정 절차는 상대적으로 비교적 간단하다. 서로 다른 제품에 따라 레이저 절단 경로와 파라미터 프로그램을 미리 설정하고 일반적으로 먼저 구멍을 절단한 다음에 가장자리를 절단한다.첫 번째 디버깅이 합격하면 직접 절단 생산을 진행할 수 있다.그러나 품질이 가장 좋은 제품을 절단하는 것도 결코 쉬운 일이 아니다. 절단 재료, 레이저 모델, 출력, 절단 속도, 보조 기체 압력 등과 밀접한 관계를 가진다.

레이저는 일반적으로 세 가지 작업 모델이 있는데 그것이 바로 연속 모델, 변조 모델, 펄스 모델이다.

연속 모드에서 레이저 출력은 일정한 것이기 때문에 판재에 들어가는 열량이 비교적 고르다. 이것은 일반적인 상황에서 비교적 빠른 절단에 적합하고 한편으로는 작업 효율을 높일 수 있으며 다른 한편으로는 열량이 집중되어 열의 영향 구역 조직의 악화를 초래하는 수요를 피할 수 있다.

조정 모드의 레이저 출력은 절단 속도의 함수로 각 점의 출력을 제한함으로써 판재에 들어가는 열량을 상당히 낮은 수준으로 유지하여 절단 틈새의 화상을 방지할 수 있다.그것의 제어는 비교적 복잡하기 때문에 효율이 높지 않고 단시간 내에만 사용된다.

펄스 모델은 세 가지 상황으로 세분화할 수 있지만 실질적으로 강도의 차이일 뿐이고 종종 재료의 특성과 구조의 정밀도에 따라 선택한다.

레이저는 연속 출력 모드에서 자주 운행하기 때문에 가장 좋은 절단 품질을 얻기 위해 주어진 재료에 대해 공급 속도를 조정할 필요가 있다. 예를 들어 커브를 돌 때의 가속, 감속과 지연 등이다.따라서 연속 출력 모드에서 출력을 낮추는 것은 부족하기 때문에 반드시 변화 펄스를 통해 레이저 출력을 조정해야 한다.

레이저 절단 설비에 사용되는 기체는 레이저기 작업 기체, 보호 기체, 보조 기체를 포함한다.

스테인리스강과 일부 고강도 강철을 절단하는 데는 일반적으로 질소를 사용하는데 작용은 산화반응을 막고 용융물을 불어내는 데 쓰인다. 질소의 순도에 대한 요구가 비교적 높고 8mm 이상의 스테인리스강은 일반적으로 99.999%의 순도를 요구한다.산소는 두꺼운 판 절단, 고속 절단과 극박판 절단에 적합하다.공기는 알루미늄판, 비금속 및 아연도금 강판의 절단에 적합하여 어느 정도에 산화막을 줄이고 원가를 절약할 수 있다.원가로 볼 때 탄소강을 절단하는 데는 산소가 상대적으로 싸고 탄소강을 절단하는 질소 가스 사용량이 매우 크다.두꺼운 스테인리스강의 양과 질소 가스량과 순도는 모두 높은 원가를 요구한다.현재 순수한 질소 가스의 절단 비용은 약 35-40CNY/h로 산소를 이용한 절단 원가보다 약 10-15CNY/h가 높다.

레이저 절단의 속도는 최대 40m/min에 달하고 실제 가공은 종종 최대 속도의 1/3-1/2에 불과하다. 속도가 높을수록 서보 기구의 동적 정밀도가 낮아져 절단의 질에 직접적인 영향을 미치기 때문이다.원공을 절단할 때 절단 속도가 높을수록 공경이 작아지고 가공의 원도가 떨어진다.긴 직선을 가공할 때만 최대 컷을 사용하여 효율을 높일 수 있다.실제 절단 과정에서 제품의 재료, 두께와 관련된 기술 요구에 따라 레이저 출력, 기압 등 관련 파라미터를 조정하여 제품에 적합한 가장 좋은 절단 속도를 달성해야 한다.

서로 다른 제품의 요구에 따라 서로 다른 작업 상황하에서의 매개 변수를 끊임없이 조정해야만 최상의 작업 매개 변수에 도달할 수 있다.레이저 절단은 명목상 달성할 수 있는 포지셔닝 정밀도는 0.08mm이고 중복 포지셔닝 정밀도는 0.03mm이며 실제로 할 수 있는 최소 공차는 공경 ±0.05mm, 공위 ±0.2mm이다.

재료와 두께에 따라 녹아야 하는 에너지가 다르고 필요한 레이저의 출력도 다르다.생산할 때 생산 속도와 품질을 균형 있게 하고 적당한 출력과 절단 속도를 선택하여 절단 구역에 적당한 에너지가 있고 재료가 효과적으로 녹아내리고 제때에 날아갈 수 있도록 해야 한다.

레이저가 전기에너지를 레이저 에너지로 전환하는 효율은 약 30%~35% 정도이고 출력은 1500W이며 입력은 4285W~5000W 정도이며 진정한 입력 소모량은 표시된 출력보다 훨씬 크다.또 에너지 보존 원칙은 다른 에너지는 열에너지 발산으로 바뀌기 때문에 레이저는 냉수기를 설치해 온도를 내려야 한다.