Nichteisenmetalle beziehen sich im Allgemeinen auf alle Metalle außer Eisen (manchmal einschließlich Mangan und Chrom) und Eisenlegierungen. Aluminium und seine Legierungen sind ebenfalls Nichteisenmetalle. In der Metallverarbeitungsindustrie sind Laserschneidmaschinen gängige Verarbeitungsgeräte. Faserlaserschneidmaschinen können Aluminium und seine Legierungen verarbeiten.
Laserschneiden von Aluminium und seinen Legierungen: Reines Aluminium ist aufgrund seines niedrigen Schmelzpunkts, seiner hohen Wärmeleitfähigkeit und insbesondere seiner geringen Absorptionsrate für CO2-Laser schwieriger zu schneiden als eisenbasierte Metalle. Nicht nur ist die Schneidgeschwindigkeit niedrig, sondern die untere Kante des Schnitts neigt auch dazu, Schlacke anzuhaften, und die Schnittfläche ist rau. Aufgrund des Vorhandenseins anderer Legierungselemente in der Aluminiumlegierung erhöht sich die Absorptionsrate von CO2 und Laser im festen Zustand, wodurch es leichter zu schneiden ist als reines Aluminium. Die Schnittdicke und die Schnittgeschwindigkeit sind ebenfalls etwas höher. Derzeit wird das Schneiden von Aluminium und seinen Legierungen üblicherweise mit CO2-Lasern, Dauerlicht- oder Impulslasern durchgeführt.
Kontinuierliches Laserschneiden mit CO2-Gas:
(1) Laserleistung.
Die zum Schneiden von Aluminium und seinen Legierungen erforderliche Laserleistung ist höher als die zum Schneiden von Eisenlegierungen erforderliche. Ein Laser mit einer Leistung von 1 kW kann industrielles reines Aluminium mit einer maximalen Dicke von etwa 2 Millimetern sowie Aluminiumlegierungsplatten mit einer maximalen Dicke von etwa 3 Millimetern schneiden. Ein Laser mit einer Leistung von 3 kW kann industrielles reines Aluminium mit einer maximalen Dicke von etwa 10 mm schneiden. Der Laser hat eine Leistung von 5,7 kW und kann industrielles reines Aluminium schneiden. Die maximale Dicke beträgt etwa 12,7 mm und die Schnittgeschwindigkeit kann 80 cm/min erreichen.
(2) Art und Druck des Hilfsgases.
Art und Druck des Hilfsgases haben beim Schneiden von Aluminium und seinen Legierungen einen erheblichen Einfluss auf die Schnittgeschwindigkeit, die Anhaftung von Schneidschlacke und die Rauheit der Schnittfläche.
Durch die Verwendung von O2 als Hilfsgas wird der Schneidvorgang von einer exothermen Oxidationsreaktion begleitet, die sich förderlich für die Verbesserung der Schneidgeschwindigkeit auswirkt.
Bei Verwendung von N2 als Hilfsgas ist die Bohrbarkeit der Schlacke nicht sehr gut, da N2 während des Schneidvorgangs nicht mit dem Grundmetall reagiert. Selbst wenn es am unteren Ende des Schnitts hängt, lässt es sich leicht entfernen.
Beim Schneiden von Aluminiumlegierungen für die Luftfahrt wird außerdem ein doppelter Hilfsluftstrom verwendet. Die innere Düse sprüht Stickstoffgas und die äußere Düse sprüht Sauerstoff mit einem Gasdruck von 0,8 Mpa, um eine Schnittoberfläche ohne viskose Rückstände zu erhalten.
(3) Schneidverfahren und -parameter.
Das wichtigste technische Problem beim kontinuierlichen CO2-Laserschneiden von Aluminium und Aluminiumlegierungen besteht darin, Schlackeneinschlüsse zu beseitigen und die Rauheit der Schnittfläche zu verbessern. Neben der Auswahl des geeigneten Hilfsgases und der richtigen Schnittgeschwindigkeit können auch die folgenden Maßnahmen ergriffen werden, um Schlackenbildung zu verhindern.
Tragen Sie auf der Rückseite der Aluminiumplatte vorab eine Schicht eines auf Graphit basierenden Antihaft-Schlackemittels auf.
Die zum Verpacken von Aluminiumlegierungsplatten verwendete Folie kann auch das Anhaften von Schlacke verhindern.