การตัดเลเซอร์แผ่นอะลูมิเนียม: การสะท้อนแสง ไนโตรเจนช่วยตัด และการเลือกกำลังไฟ

อะลูมิเนียมแผ่นเป็นหนึ่งในวัสดุที่ร้านแปรรูปสอบถามบ่อยที่สุดรองจากเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำและสแตนเลส — และเป็นหนึ่งในวัสดุที่ถูกเข้าใจผิดมากที่สุดเช่นกัน ไฟเบอร์เลเซอร์สามารถตัดได้อย่างแน่นอน และตัดได้ดีด้วย แต่อะลูมิเนียมมีพฤติกรรมภายใต้ลำแสงที่แตกต่างจากเหล็ก ผู้ซื้อที่เข้าใจ เหตุผล ที่มันมีพฤติกรรมแตกต่างจะเลือกเครื่องจักรได้ดีกว่า: ระดับกำลังไฟที่เหมาะสม ก๊าซช่วยตัดที่เหมาะสม และหัวตัดที่ออกแบบมาสำหรับโลหะผสมสะท้อนแสง บทความนี้อธิบายหลักฟิสิกส์ บทบาทของไนโตรเจน ช่วงความหนาที่เป็นไปได้จริงตามระดับกำลังไฟ และรายการตรวจสอบสั้นๆ ก่อนซื้อ

ทำไมอะลูมิเนียมจึงตัดยากกว่าเหล็ก

คุณสมบัติของวัสดุสองประการเป็นตัวกำหนดความยาก:

• การสะท้อนแสงสูง พื้นผิวสะท้อนแสงของอะลูมิเนียมสะท้อนส่วนหนึ่งของความยาวคลื่น ~1 µm ของไฟเบอร์เลเซอร์กลับเข้าสู่ชุดเลนส์ พลังงานที่สะท้อนกลับสามารถทำให้กระบวนการตัดไม่เสถียร และในกรณีที่แย่ที่สุดอาจทำให้ชิ้นส่วนเลนส์ที่ไม่มีการป้องกันเสียหาย นี่คือเหตุผลที่หัวตัดที่ออกแบบสำหรับเหล็กไม่สามารถใช้กับอะลูมิเนียมและทองแดงได้โดยอัตโนมัติ
• การนำความร้อนสูง อะลูมิเนียมนำความร้อนออกจากร่องตัดได้เร็วกว่าเหล็กหลายเท่า พลังงานที่ปกติจะกระจุกตัวในบริเวณตัดแคบๆ จะแผ่กระจายไปยังแผ่นรอบข้าง ซึ่งอาจทำให้เกิดตะกรันที่หลอมเหลวบางส่วน ขอบล่างหยัก หรือเจาะไม่สะอาดที่ขีดจำกัดความสามารถของเครื่อง

คุณสมบัติทั้งสองไม่ได้ทำให้อะลูมิเนียมตัดไม่ได้ แต่หมายความว่าเครื่องต้องการความหนาแน่นของพลังงานเพียงพอที่จะเอาชนะการนำความร้อน และเลนส์ต้องได้รับการป้องกันจากการสะท้อนกลับ เราได้กล่าวถึงหัวข้อนี้อย่างละเอียดในหน้าของเราเกี่ยวกับ การตัดอะลูมิเนียมและทองแดงด้วยไฟเบอร์เลเซอร์ รวมถึงข้อจำกัดด้านการสะท้อนแสงและความหนาซึ่งยัง discusses การเลือกพารามิเตอร์การตัด

ไนโตรเจนช่วยตัด: กุญแจสู่ขอบปลอดออกไซด์

การเลือกก๊าซช่วยตัดกำหนดคุณภาพขอบมากกว่าการตั้งค่าเกือบทั้งหมดเมื่อตัดอะลูมิเนียม เมื่อใช้ก๊าซออกซิเจนช่วยตัด ขอบอะลูมิเนียมจะเกิดชั้นออกไซด์สีเข้มซึ่งมักต้องทำความสะอาดซ้ำก่อนเชื่อมหรือชุบผิวอะไดซ์ เมื่อใช้ ไนโตรเจนช่วยตัดก๊าซจะเป่าวัสดุหลอมเหลวออกจากร่องตัดพร้อมทั้งปกป้องขอบร้อนจากออกซิเจน ผลลัพธ์คือขอบที่สว่างเป็นมันวาว ปลอดออกไซด์ พร้อมสำหรับการเชื่อม ชุบผิวอะไดซ์ หรือพ่นสีผงในขั้นตอนถัดไปโดยไม่ต้องแก้ไขงาน

ข้อแลกเปลี่ยนคือต้นทุนการดำเนินงาน: ไนโตรเจนถูกใช้ในอัตราการไหลสูง และการตัดด้วยไนโตรเจนโดยทั่วไปต้องใช้กำลังไฟมากกว่าการตัดด้วยออกซิเจนในความหนาเดียวกัน เนื่องจากก๊าซยังทำให้บริเวณตัดเย็นลง สำหรับงานผลิตอะลูมิเนียม การใช้ไนโตรเจนช่วยตัดเป็นตัวเลือกมาตรฐาน — ซึ่งเป็นเหตุผลที่ถูกออกแบบมาในเครื่องที่มุ่งสำหรับอะลูมิเนียม เช่น รุ่นอะลูมิเนียมการบินกำลังสูงของซินหงที่อธิบายด้านล่าง สำหรับคำแนะนำทั่วไปในการเลือกแรงดันก๊าซช่วยตัดและขนาดหัวฉีดตามวัสดุ โปรดดูที่ หน้าหัวข้อการตัดอะลูมิเนียมและทองแดงด้วยไฟเบอร์เลเซอร์.

ตัดได้หนาแค่ไหน? ระดับกำลังไฟเทียบกับความหนาอะลูมิเนียม

เนื่องจากอะลูมิเนียมนำความร้อนได้รุนแรงมาก ความสามารถในการตัดความหนาจึงเพิ่มขึ้นอย่างชันตามกำลังไฟเลเซอร์ หากคุณยังตัดสินใจอยู่ว่าระดับกำลังไฟใดเหมาะกับร้านของคุณโดยรวม คู่มือ การเลือกซื้อเครื่องตัดไฟเบอร์เลเซอร์กำลังสูง ของเราอธิบายว่ากำลังไฟสัมพันธ์กับความหนาแผ่นและโครงสร้างเครื่องหลักอย่างไร ช่วงความหนาที่ได้รับการตรวจสอบสำหรับเครื่องตัดไฟเบอร์เลเซอร์ซินหง CNC เมื่อตัดอะลูมิเนียมคือ:

หมายเหตุเชิงปฏิบัติสองประการเกี่ยวกับตารางนี้:

1. ซื้อเผื่อกำลังไว้ ไม่ใช่แค่ความหนาของวันนี้ การตัดที่ขีดสูงสุดของช่วงเครื่องหมายถึงความเร็วที่ช้าลงและพารามิเตอร์ที่ต้องการมากที่สุด หากงานประจำของคุณคืออะลูมิเนียม 5 มม. เครื่อง 3000W ก็รับได้ แต่ถ้าคุณเจอ 10–12 มม. เป็นครั้งคราว ระดับ 3000W ไม่ใช่เครื่องมือที่เหมาะสม
2. ค่าเหล่านี้เป็นค่าสูงสุด ไม่ใช่ความเร็วตัดสากล อัตราป้อนจริงที่ความหนาใดๆ ขึ้นอยู่กับโลหะผสม สภาพพื้นผิว และคุณภาพขอบที่ต้องการ อะลูมิเนียมบางตัดได้เร็วและสะอาด เมื่อใกล้ความหนาสูงสุด ควรคาดหวังความเร็วที่อนุรักษ์นิยมและการปรับพารามิเตอร์อย่างระมัดระวัง

คุณสมบัติเครื่องจักรที่สำคัญสำหรับอะลูมิเนียม

หัวตัดป้องกันการสะท้อนแสง

สำหรับโลหะผสมสะท้อนแสง คุณสมบัติเครื่องจักรที่สำคัญที่สุดเพียงอย่างเดียวคือหัวตัดป้องกันการสะท้อนแสง ช่วยปกป้องเลนส์จากพลังงานที่สะท้อนจากพื้นผิวอะลูมิเนียม ซึ่งเป็นสิ่งที่ทำให้การตัดโลหะผสมการบินและอะลูมิเนียมสะท้อนแสงอื่นๆ อย่างต่อเนื่องและเชื่อถือได้เป็นไปได้ แทนที่จะเป็นการเสี่ยงทุกครั้งที่เจาะ เครื่อง ตัดไฟเบอร์เลเซอร์อะลูมิเนียมการบินกำลังสูง ของซินหงถูกสร้างขึ้นโดยเฉพาะสำหรับความต้องการนี้: แหล่งกำเนิด 10000W หัวตัดป้องกันการสะท้อนแสง ไนโตรเจนช่วยตัด และโต๊ะขนาด 2000x6000 มม. สำหรับแผ่นการบินและอุตสาหกรรมขนาดเต็ม สามารถตัดอะลูมิเนียมได้ถึง 20 มม. ด้วยขอบปลอดออกไซด์และได้รับการรับรอง CE

ความหนาแน่นพลังงานเพียงพอ

ดังที่ตารางแสดง ความสามารถในการตัดความหนาเป็นฟังก์ชันของกำลังไฟ เครื่องขนาดกะทัดรัดอย่าง เครื่องตัดไฟเบอร์เลเซอร์ขนาดกะทัดรัด 3000W ตัดอะลูมิเนียมได้ถึง 6 มม. — ขอบเขตที่เหมาะสมสำหรับงานโลหะแผ่นทั่วไปส่วนใหญ่ การขยับไปสู่ระบบ 20000W หรือ 30000W ขยายความสามารถอะลูมิเนียมเป็น 25 มม. และ 30 มม. ตามลำดับสำหรับผู้ผลิตแผ่นหนา

โครงสร้างการจ่ายไนโตรเจน

การตัดอะลูมิเนียมปลอดออกไซด์ใช้ไนโตรเจนในปริมาณมาก ก่อนเริ่มเดินเครื่อง ควรวางแผนการจ่ายที่เชื่อถือได้ — ไนโตรเจนเหลวแบบถังใหญ่ เครื่องผลิตไนโตรเจน หรือชุดท่อร่วมถังที่เพียงพอ — ให้ sized สำหรับรอบการทำงานของคุณ แรงดันก๊าซที่จ่ายไม่พอจะปรากฏเป็นตะกรันที่ขอบล่างทันที

ขนาดโต๊ะและการจัดการวัสดุ

แผ่นอะลูมิเนียมหนามีน้ำหนักมากต่อตารางเมตร หากงานของคุณรวมแผ่นเต็มขนาด 4x8 หรือใหญ่กว่า ควรตรวจสอบขนาดโต๊ะและวิธีการโหลด ตัวอย่างเช่น โต๊ะขนาด 2000x6000 มม. บนเครื่องอะลูมิเนียมการบินกำลังสูงรองรับแผ่นขนาดการบินขนาดใหญ่ได้โดยไม่ต้องตัดล่วงหน้า

รายการตรวจสอบสำหรับผู้ซื้อก่อนสั่งซื้อ

• งานอะลูมิเนียมที่หนาที่สุดที่ทำเป็นประจำ? จับคู่กับตารางกำลังไฟด้านบน แล้วซื้อเผื่อขึ้นหนึ่งขั้นหากงบประมาณเอื้ออำนวย
• ตระกูลโลหะผสม? โลหะผสมการบินและโลหะผสมความแข็งแรงสูงอื่นๆ ต้องการหัวตัดป้องกันการสะท้อนแสง แผ่น 5052/6061 ทั่วไปต้องการน้อยกว่าแต่ก็ยังได้ประโยชน์
• ข้อกำหนดคุณภาพขอบ? หากชิ้นงานเข้าสู่การเชื่อม ชุบผิวอะไดซ์ หรือการตกแต่งทันที ข้อกำหนดที่ต้องยืนกรานคือการใช้ไนโตรเจนช่วยตัดพร้อมขอบปลอดออกไซด์
• การจ่ายไนโตรเจน? ยืนยันว่าโรงงานของคุณสามารถจ่ายอัตราการไหลและแรงดันที่ต้องการได้ตลอดการทำงานต่อเนื่อง
• ขนาดแผ่น? ตรวจสอบขนาดโต๊ะเทียบกับรูปแบบวัสดุของคุณ รวมถึงงานแผ่นขนาดพิเศษใดๆ
• กระบวนการถัดไป? หากอะลูมิเนียมเป็นเพียงส่วนหนึ่งของงานmix ของคุณ ตรวจสอบความสามารถของเครื่องเดียวกันในการตัดเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำและสแตนเลส เพื่อให้การซื้อครั้งเดียวครอบคลุมทั้งร้าน

คำถามที่พบบ่อย

ไฟเบอร์เลเซอร์ตัดแผ่นอะลูมิเนียมได้หรือไม่?

ได้ ไฟเบอร์เลเซอร์สมัยใหม่ตัดอะลูมิเนียมได้สะอาดเมื่อเครื่องมีกำลังไฟเพียงพอสำหรับความหนาและมีหัวตัดป้องกันการสะท้อนแสงเพื่อรองรับการสะท้อนแสงของวัสดุ เครื่องซินหงตัดอะลูมิเนียมได้ตั้งแต่ 4 มม. ที่ 2000W ถึง 30 มม. ที่ 30000W

ทำไมอะลูมิเนียมจึงตัดด้วยเลเซอร์ยากกว่าเหล็ก?

สองเหตุผล: อะลูมิเนียมสะท้อนความยาวคลื่นไฟเบอร์เลเซอร์ส่วนสำคัญกลับไปยังเลนส์ และนำความร้อนออกจากร่องตัดได้เร็วกว่าเหล็กมาก ผลกระทบทั้งสองถูกเอาชนะได้ด้วยความหนาแน่นพลังงานที่สูงขึ้น หัวตัดที่รองรับการสะท้อนแสง และพารามิเตอร์ก๊าซช่วยตัดที่ถูกต้อง

ทำไมใช้ไนโตรเจนแทนออกซิเจนเมื่อตัดอะลูมิเนียม?

การใช้ออกซิเจนช่วยตัดทำให้เกิดชั้นออกไซด์สีเข้มบนขอบตัด ไนโตรเจนปกป้องขอบจากออกซิเจนและเป่าวัสดุหลอมเหลวออก ทำให้ได้ขอบสว่างปลอดออกไซด์พร้อมสำหรับการเชื่อมหรือตกแต่งโดยไม่ต้องทำความสะอาดซ้ำ ไนโตรเจนเป็นก๊าซช่วยตัดมาตรฐานสำหรับงานอะลูมิเนียมที่ต้องการคุณภาพสูง

ต้องใช้กำลังไฟเท่าใดสำหรับอะลูมิเนียม 10 มม.?

ตามข้อกำหนดเครื่องที่ได้รับการตรวจสอบ 3000W ตัดอะลูมิเนียมได้ถึง 6 มม. ดังนั้น 10 มม. ต้องใช้ระดับที่สูงขึ้น — เครื่องอะลูมิเนียมการบินกำลังสูง 10000W ครอบคลุมอะลูมิเนียมถึง 20 มม. โดยระบบ 20000W และ 30000W ขยายความสามารถเป็น 25 มม. และ 30 มม. ตามลำดับ

เลือกเครื่องของคุณกับซินหง CNC

เครื่องตัดอะลูมิเนียมที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับงานประจำที่หนาที่สุด ส่วนผสมโลหะผสม และข้อกำหนดคุณภาพขอบของคุณ ส่งวัสดุ ช่วงความหนา และการใช้งานทั่วไปของคุณมาให้เรา — ไม่ว่าจะเป็นแผงตู้ 5052 หนา 2 มม. หรือแผ่นการบินหนา 15 มม. — ทีมซินหง CNC จะแนะนำระดับกำลังไฟ ขนาดโต๊ะ และการตั้งค่าก๊าซช่วยตัดที่เหมาะกับการผลิตของคุณ คุณยังสามารถดูพารามิเตอร์โดยละเอียดได้ที่ หน้าทรัพยากรการตัดอะลูมิเนียมและทองแดงด้วยไฟเบอร์เลเซอร์ ก่อนสอบถาม