Hög energibalkskärning av metaller: 2 processer

Denna artikel lyfter fram de två huvudprocesserna som ingår i hög energi strålskärning av metaller. Processerna är: 1. Electron Beam Cutting 2. Laser Beam Cutting.

Process # 1. Elektronbalkskärning:

I denna process är en elektronstråle (EB) av höghastighetselektroner gjord för att påverka arbetsstycket som ska skäras. Inställningen är densamma som används för elektronstrålesvetsning (EBW), men värmeingången som krävs för skärning är högre.

Elektronstrålen genererar värme i arbetsstycket som förångar materialet och låter strålen penetrera djupare genom nyckelhålteknik. Djupet av penetration beror på strålens kraft. I EBW flyter metallen runt nyckelhålet och fylls in bakom sig, när skärmen ökar värmeingången så att nyckelhålet inte stängs.

Alla dessa metaller som kan svetsas med EBW-processen kan också skäras av denna process. Kvaliteten på däckets snitt jämför sig med kvaliteten på skärningen i oxi-acetylenskärning. Beroende på manöverförmågan hos Arbetet eller elektronstrålepistolen kan vilken önskad form som helst skäras.

EB-processen kan användas med fördel för att skära reaktiva metaller som zirkonium, titan etc. Men eftersom en stor mängd metallångor produceras under skärning och den smälta metallen faller från skäret i vakuumkammaren, kraschar det stora svårigheter i effektiv hantering av processen. Dessutom är kostnaden för utrustning mycket hög. Om inte processen är oundviklig ersätts den av laserstrålskärning.

Process # 2. Laser Beam Skärning:

Laserstråleskärning är en termisk skärningsprocess som använder en koncentrerad koherent ljusstråle för att smälta bort materialet där skärning krävs. Den utrustning som används är densamma som för laserstrålesvetsning. Processen kan användas med eller utan en externt tillförd gas; Om syre används kan skärningen göras snabbare i vissa metaller på grund av den extra värme som alstras av den exoterma reaktionen.

Bortsett från syre kan en stor mängd andra hjälpgaser, såsom tryckluft, helium, argon, koldioxid och kväve användas effektivt. Skärningarna som erhållits med inert gas uppvisar rena, icke-oxiderade kanter men kan ha stelnat, tålig metall fast vid botten av de skurna bitarna; med syreassisterad skärning av materialet så fast är det framför allt slagg som är lätt att lossa på grund av brittleness.

Laserskärning kräver användning av kontinuerlig våg (CW) laserstråle. När tillräcklig energitäthet inte erhålls med en CW-laser, förstärks den ofta med en gasstråle med hög hastighet. Generellt är CW-lasern med upp till 1 KW effekt och 10% effektivitet tillräcklig för att skära tunnmätare. För skärning av tjockare sektioner, till exempel 54 mm tjockt stål, krävs en stråle av 6 KW som visas i tabell 19.9.

Den största fördelen med laserstrålskärning är att den kan användas i normal atmosfär eller vakuum lika effektivt. Strålen kan transporteras över långa avstånd med optiska system så att strålgeneratorn kan hållas långt ifrån arbetsstationen vilket gör det möjligt för strålen att användas i platser med begränsad tillgänglighet. Det ger mycket hög värme täthet och kräver inte att arbetsstycket ingår i det elektriska systemet. Laserstråleskärning är dock dyr jämfört med oxygasbränslets gasskärning och hittills begränsas laserstråleskärmen till tunna material.

Bortsett från metaller är laserstrålen framgångsrikt använd för skärning av plast, trä syntetisk tyg och keramik. En stor användning av laserstråle är att skära plåt- och pressad brädet i träbearbetningsindustrin. Det har också använts effektivt för att skära tyg för att göra storskaliga kläder. Potentialen för laserstrålskärning förväntas utnyttjas fullt ut så snart lasergenererande enheter blir lättare tillgängliga till rimliga kostnader.