Анализ на технологията за лазерно рязане на гола медна шина: принципи, предимства и оптимизация на процеса

 

Като основен проводящ материал в електроенергийната система, голите медни шини се използват широко в оборудване за пренос и трансформация на енергия, електрически уреди с високо и ниско напрежение и намотки на двигатели. Неговите изисквания за производителност включват не само отлична проводимост и механична якост, но и строги стандарти за точност на обработка и качество на повърхността. Традиционните техники за обработка, като щанцоване и изтегляне, имат проблеми като остатъци от грапавини, концентрация на напрежение и дълъг цикъл на обработка, които трудно могат да отговорят на изискванията за прецизност на високо-оборудване за проводящи части. Технологията за лазерно рязане, със своите характеристики за без-контактна обработка, предоставя иновативно решение за високо-прецизна обработка на голи медни шини.

 

 

 

 

 

(I) Технически принцип
Лазерното рязане фокусира лазерен лъч с висока-плътност на мощността (енергийната плътност може да достигне повече от 10⁶ W/cm²), за да загрее незабавно повърхностния материал на медната шина до температурата на изпаряване (около 2567 градуса), за да образува малки дупки за изпаряване. В същото време спомагателен газ под високо{4}}налягане (като азот или кислород), коаксиален с лъча, издухва остатъците от разтопен метал и се постига непрекъснато рязане, докато лазерната глава се движи по предварително зададената траектория. Този процес съчетава топлопроводимост, промяна на фазата на изпарение и динамика на въздушния поток, за да се постигне прецизна обработка от милиметър-ниво до микрон-ниво.

(II) Характеристики на процеса
Обработка-без напрежение: Не-механичното контактно рязане избягва остатъчното механично напрежение от традиционните процеси на щанцоване и срязване, гарантира стабилността на вътрешната организационна структура на електрическата шина и е особено подходящо за изискванията за свързване на прецизни електрически компоненти.

Изключително{0}}прецизно качество на ръба: Грапавостта на режещия ръб може да достигне Ra по-малко или равно на 12,5 μm, без неравности, лющене и други дефекти, намалявайки последващите процеси на шлифоване и директно отговаряйки на изискванията за изолационна опаковка.

Complex shape adaptability: Supports arbitrary two-dimensional and three-dimensional trajectory cutting, and can process ultra-thin row materials and special-shaped structures with a width-to-thickness ratio of >10, пробивайки ограниченията на формата на традиционната обработка на мухъл.

 

 

 

 

(I) Контрамерки за обработка на високо{0}}отражателни материали
Медта има характеристиките на висока отразяваща способност (степен на поглъщане на лазер с дължина на вълната 1 μm<5%) and high thermal conductivity (401 W/(m・K)), which easily leads to laser energy attenuation and thermal deformation. Stable cutting is achieved through the following technical improvements:

Анти{0}}високо{1}}дизайн на оптичния път: приемете напълно затворена оптична система и много{2}}слойни лещи от диелектричен филм, за да намалите щетите от отразената светлина върху оптичните компоненти и да осигурите стабилност на изходната енергия.

Energy modulation technology: combining pulsed laser and waveform optimization algorithm, through peak power increase (>10 kW) и контрол на ширината на импулса (10-100 μs), бързо преминава през прага на отражение на материала и постига ефективно изпаряване.

(II) Координиран контрол на параметрите на процеса
Съгласуване на скоростта на рязане: динамично регулирайте скоростта (0,5-5m/min) според дебелината на плочата (0,5-30mm), за да избегнете остатъци от шлака, причинени от твърде висока скорост или термична деформация, причинена от твърде ниска скорост.

Оптимизиране на налягането на газа: 0.5- 2MPa високо{1}}спомагателен газ под налягане се използва за осигуряване на навременно изхвърляне на шлаката и инхибиране на окислителната реакция (дебелината на оксидния слой е по-малка от 10 μm, когато се използва азотна защита).

 

 

Индикатори за ефективност	Лазерно рязане	Традиционно щанцоване и срязване	Електро{0}}искрова обработка
Точност на размерите	±0,1 мм	±0,5 мм	±0,05 мм
Грапавост на повърхността	Ra По-малко или равно на 12,5 μm	Ra По-голям или равен на 25 μm	Ra По-малко или равно на 6,3 μm
Коефициент на използване на материала	＞95%	70%-85%	85%-90%
Ефективност на обработката	50-200 броя/час	10-30 броя/час	20-50 броя/час
Адаптивност към сложни форми	Отлично	беден	добре

 

В сравнение с традиционните процеси, технологията за лазерно рязане намалява разходите за мухъл и съкращава цикъла на проверка (от 72 часа на 4 часа) чрез производство без форма, като същевременно намалява спомагателните процеси като отгряване и смилане и намалява общите производствени разходи с 30%-50%. В нововъзникващи области като 5G базови станции и нови енергийни превозни средства, неговите ефективни и гъвкави възможности за обработка значително подобряват интегрираното дизайнерско пространство на проводими компоненти.

 

 

(I) Ключови точки на управление на процеса
Мониторинг на параметрите на околната среда: Поддържайте температурата на работната среда (20±2 градуса) и влажността (По-малко или равно на 60% относителна влажност), за да предотвратите окисляването на повърхността на медта да повлияе на качеството на рязане.

Интегриране на онлайн откриване: Мониторинг-в реално време на отклонението на траекторията на рязане (точност ±0,05 mm) чрез визуална система CCD, комбинирана с алгоритъм с изкуствен интелект за автоматично компенсиране на грешката при движение.

(II) Посока на еволюцията на технологиите
Свръхбързо лазерно приложение: Фемтосекундната (10⁻¹⁵ второ ниво) лазерна технология може да постигне „студена обработка“, значително да намали засегнатата от топлината зона (<50 μm) и да подобри надеждността на обработка на ултра-тънки шини (<0,1 mm).

Интелигентна производствена линия: Въз основа на цифрова двойна технология се реализират само-оптимизиране на параметрите на рязане и предсказуема поддръжка на състоянието на оборудването, а ефективността на обработката е подобрена с повече от 20%.

 

 

 

 

Технологията за лазерно рязане се превърна в основен избор загола медна шинаобработка поради своята прецизност, гъвкавост и ефективност. С непрекъснатите пробиви във високо-мощните оптични лазери и интелигентните алгоритми за управление, тази технология ще продължи да се прилага в нова енергия, висок{2}}производство на оборудване и други области и ще насърчава обработката на проводими материали към висока прецизност и екологичност. Участниците в индустрията трябва непрекъснато да оптимизират параметрите на процеса и да укрепват иновациите в интегрирането на оборудването, за да се справят с постоянно-нарастващото пазарно търсене.