Proses pemotongan aluminium dan paduan aluminium dengan mesin pemotong laser serat

Mesin pemotong laser serat optik dapat memproses aluminium logam nonferrous dan paduan aluminium

Logam non besi umumnya mengacu pada semua logam kecuali besi (dan terkadang mangan dan kromium) dan paduan berbasis besi. Aluminium dan paduannya juga merupakan logam nonferrous. Dalam industri pemrosesan logam, mesin pemotong laser adalah peralatan pemrosesan yang umum. Mesin pemotong laser serat dapat memproses aluminium dan paduannya. Mari belajar tentang pemotongan laser aluminium dan paduan aluminium.

Pemotongan laser aluminium dan paduannya:

Aluminium murni lebih sulit dipotong daripada logam berbasis besi karena titik lelehnya yang rendah, konduktivitas termal yang tinggi, dan terutama tingkat penyerapannya yang rendah untuk laser CO2. Tidak hanya kecepatan pemotongan yang lambat, tetapi juga tepi bawah pemotongan rentan terak menempel dan permukaan pemotongan kasar. Karena dimasukkannya elemen paduan lain dalam paduan aluminium, penyerapan CO2 dan sinar laser meningkat dalam keadaan padat, membuatnya lebih mudah dipotong daripada aluminium murni, dengan ketebalan dan kecepatan pemotongan yang sedikit lebih besar. Saat ini pemotongan aluminium dan paduannya biasanya menggunakan laser CO2, continuous laser, atau pulsed laser.

Pemotongan laser kontinu gas CO2:

（1） Kekuatan laser.

Daya laser yang dibutuhkan untuk memotong aluminium dan paduannya lebih besar daripada yang dibutuhkan untuk memotong paduan besi. Laser dengan kekuatan 1 kW dapat memotong aluminium murni industri dengan ketebalan maksimum sekitar 2 milimeter dan pelat paduan aluminium dengan ketebalan maksimum sekitar 3 milimeter. Laser dengan kekuatan 3 kW dapat memotong aluminium murni industri dengan ketebalan maksimum sekitar 10 mm. Laser memiliki kekuatan 5,7 kw dan dapat memotong aluminium murni industri dengan ketebalan maksimum sekitar 12,7 mm dan kecepatan potong hingga 80 cm/menit.

(2) Jenis dan tekanan gas pembantu.

Saat memotong aluminium dan paduannya, jenis dan tekanan gas tambahan berdampak signifikan pada kecepatan pemotongan, daya rekat terak pemotongan, dan kekasaran permukaan pemotongan.

Menggunakan O2 sebagai gas pembantu, proses pemotongan disertai dengan reaksi eksotermik oksidatif, yang bermanfaat untuk meningkatkan kecepatan pemotongan. Namun, terak oksida dengan titik leleh tinggi dan viskositas tinggi, Al2O3, terbentuk di takik. Saat slag mengalir di dalam sayatan, karena kandungan panasnya yang tinggi, permukaan pemotongan yang terbentuk menjadi lebih tebal akibat pelelehan sekunder. Di sisi lain, ketika terak dibuang ke bagian bawah potongan, karena pendinginan aliran udara tambahan dan konduksi panas dari benda kerja, viskositas semakin meningkat dan fluiditas menjadi buruk, seringkali membentuk terak lengket yaitu sulit terkelupas di permukaan bawah benda kerja. Untuk melakukan ini, tekanan gas harus ditingkatkan. Pada saat yang sama, permukaan pemotongan yang diperoleh dengan menggunakan CO2 sebagai gas pembantu relatif kasar. Ketika kecepatan potong mendekati kecepatan potong maksimum, kekasaran permukaan pemotongan ditingkatkan.

Dengan N2 sebagai gas tambahan, karena N2 tidak bereaksi dengan logam dasar selama proses pemotongan, daya bor terak tidak terlalu baik, dan bahkan jika digantung di bagian bawah potongan, mudah untuk dihilangkan. Oleh karena itu, ketika tekanan gas lebih besar dari 0,5 MPa, pemotongan bebas terak dapat diperoleh, tetapi kecepatan pemotongan lebih rendah daripada gas tambahan. Sebaliknya, hubungan antara kekasaran dan kecepatan turnover pada dasarnya adalah linear. Semakin kecil kecepatan turnover, semakin kecil kekasarannya. Selain itu, kandungan elemen paduannya rendah, dan kekasaran permukaan pemotongannya besar. Namun, kekasaran permukaan pemotongan paduan aluminium dengan kandungan unsur paduan tinggi kecil.

Saat memotong paduan aluminium penerbangan, aliran udara bantu ganda juga digunakan. Artinya, nosel bagian dalam mengeluarkan nitrogen, dan nosel bagian luar memancarkan aliran oksigen, dengan tekanan gas 0,8M pa, permukaan pemotongan yang bebas dari residu perekat dapat diperoleh.

(3) Proses pemotongan dan parameter.

Masalah teknis utama dalam pemotongan laser kontinyu CO2 dari aluminium dan paduan aluminium adalah menghilangkan inklusi terak dan meningkatkan kekasaran permukaan pemotongan. Selain memilih gas tambahan dan kecepatan potong yang sesuai, tindakan berikut juga dapat dilakukan untuk mencegah pembentukan terak.

1. Lapisi terlebih dahulu lapisan bahan anti lengket berbasis grafit di bagian belakang pelat aluminium.

Film yang digunakan untuk mengemas pelat paduan aluminium juga dapat mencegah terak menempel.

Tabel 2-6 Bahan Referensi untuk Pemotongan Laser CO 2 dari Paduan A1CuMgmn.

Tabel 2-7 Parameter pemotongan laser CO 2 untuk paduan aluminium, paduan aluminium seng tembaga, dan paduan aluminium silikon.