كيفية حل مشكلة تثقيب الصفائح السميكة مع وجود بقايا تؤثر على عملية القطع

عند قطع الصفائح السميكة بالليزر، تُعدّ الرواسب (الخبث) الناتجة عن عملية التثقيب مشكلة شائعة، ولكن يمكن تحسينها. عادةً ما تنتج هذه الرواسب عن عدم التحكم السليم في الطاقة أثناء عملية التثقيب، أو عدم تطابق معايير الغاز، أو استخدام معايير غير مناسبة للعملية. فيما يلي حلول النظام وتوصيات التحسين:

تحسين عملية التثقيب

1. استخدام التثقيب التدريجي (التثقيب الطبقي)

• بالنسبة للألواح السميكة (على سبيل المثال > 15 مم)، تجنب استخدام التثقيب عالي الطاقة لمرة واحدة، واستخدم زيادة الطاقة المتدرجة أو التثقيب المجزأ لاختراق المادة تدريجياً وتقليل تناثر الخبث.
• طريقة التشغيل: اضبط معلمة "التثقيب المجزأ" في برنامج القطع، وقم أولاً بالتسخين المسبق بطاقة منخفضة، ثم قم بزيادة الطاقة تدريجياً للاختراق.

2. اضبط معلمات التثقيب

• تقليل ذروة الطاقة وإطالة وقت التثقيب:تقليل تناثر المواد المنصهرة الناتج عن الانفجارات اللحظية للطاقة.
• زيادة معدل التثقيب (دورة التشغيل):التحكم في إيقاع إخراج طاقة نبضات الليزر لتجنب الانصهار المفرط.
• مثال على مرجع المعلمات (باستخدام فولاذ كربوني 20 مم كمثال):
• الطاقة: 1000-1500 واط (يتم تعديلها وفقًا لسعة الجهاز)
• زمن الثقب: 1.5-3 ثوانٍ
• تردد النبض: 200-500 هرتز
• ضغط الغاز المساعد: ضبط مرحلي (انظر أدناه)

التحكم المساعد في الغاز

1. تحسين نوع الغاز والضغط

• الفولاذ الكربوني: يُستخدم الأكسجين (O₂) كغاز مساعد، ولكن يجب التحكم في ضغطه. في مرحلة التثقيب، يمكن استخدام ضغط منخفض (0.5-1 بار) في البداية، ثم يمكن رفع ضغط القطع إلى ضغط عالٍ (1.5-2.5 بار) بعد الاختراق لتجنب التفاعل المفرط للأكسجين الذي ينتج عنه كمية كبيرة من الخبث.
• الفولاذ المقاوم للصدأ / الفولاذ السبائكي: استخدم النيتروجين (N₂) أو الهواء، واستخدم ضغطًا متوسطًا ومنخفضًا (6-10 بار) للثقب، وانتقل إلى القطع عالي الضغط بالنيتروجين عالي النقاء بعد الاختراق.

2. تأخير الغاز والإغلاق المبكر

• قم بتغيير الغاز قبل اكتمال عملية التثقيب: قم بالتبديل إلى معايير الغاز الخاصة بالقطع عندما يكون الاختراق على وشك الاكتمال للمساعدة في إزالة الخبث الموجود في الحفرة.
• قم بزيادة وقت النفخ المسبق للغاز: انفخ لمدة 0.5-1 ثانية قبل الثقب لتنظيف منطقة الثقب وتبريد المادة المحيطة.

ضبط موضع التركيز والفوهة

1. موضع التركيز

• عند التثقيب، استخدم مقدارًا سالبًا نسبيًا من عدم التركيز (بحيث يكون التركيز أسفل سطح الصفيحة) لزيادة فتحة العدسة وتسهيل تصريف الخبث. على سبيل المثال، قد يتم ضبط نقطة التركيز على عمق 3-5 مم أسفل سطح صفيحة فولاذية كربونية بسمك 20 مم.
• بعد عملية الاختراق، اضبط التركيز على أفضل وضع وفقًا لمتطلبات القطع.

2. اختيار الفوهة وارتفاعها

• استخدم فوهات ذات قطر أكبر (مثل φ2.0-φ3.0 مم) لتعزيز تغطية الغاز وتسهيل تصريف الخبث.
• تأكد من أن ارتفاع الفوهة معتدل (عادةً 1.0-2.0 مم) لتجنب انتشار الغاز الناتج عن الارتفاع العالي جدًا وتلف التناثر الناتج عن الانخفاض الشديد.

مسار العملية ومهارات البرمجة

1. ثقب رصاص محفور مسبقًا

• بالنسبة للألواح ذات السماكة العالية جدًا (على سبيل المثال > 30 مم)، يمكن حفر ثقوب تجريبية صغيرة القطر ميكانيكيًا أولاً، ثم يمكن بدء القطع بالليزر من الثقوب التجريبية لتجنب الثقب المباشر.

2. اضبط إزاحة نقطة التثقيب

• عند البرمجة، اجعل نقطة التثقيب تنحرف عن خط الكفاف الفعلي بمقدار 1-2 مم، ثم انتقل من نقطة الإزاحة إلى خط الكفاف أثناء القطع لتجنب منطقة تراكم البقايا.

3. تحسين مسار القطع

• تُستخدم الثقوب الحلزونية أو نقاط بدء القطع الدائرية لنشر الخبث إلى المنطقة غير المراد قطعها.

فحص المعدات والصيانة

1. حالة الليزر

• تحقق من استقرار طاقة الإخراج، وتأكد من نظافة العدسة/المرآة الواقية، وتجنب عدم كفاية الثقوب الناتجة عن توهين الطاقة.

2. نقاء الغاز وتدفقه

• تأكد من نقاء الغاز (وخاصة النيتروجين/الأكسجين)، وتحقق بانتظام مما إذا كان مسار الغاز مسدودًا أو به تسريب.

3. يتم محاذاة الفوهة مع المكون البصري.

• قم بمعايرة مركزية الفوهة وشعاع الليزر بانتظام لضمان تماثل تدفق الغاز.

المواد والعوامل البيئية

1. معالجة سطح الصفيحة

• قم بتنظيف طبقة الصدأ أو بقع الزيت أو الطلاء الموجود على سطح الصفيحة قبل القطع لتقليل مشاركة الشوائب في التفاعل.

2. استواء اللوح

• تأكد من أن الصفيحة مسطحة وتجنب الفجوات التي تسبب تسرب الغاز وانعكاس الطاقة.

توصيات عملية تصحيح أخطاء المعلمات

1. أولاً، قم بتثبيت المعلمات الأخرى، وقم بضبط وقت التثقيب والطاقة تدريجياً، وراقب كمية الخبث المتولد، وابحث عن نقطة التوازن.

2. سجل معلمات التحسين وقم بإنشاء قاعدة بيانات العملية للمواد/السماكات المختلفة.

3. الاختبار والتحقق: يتم إجراء العديد من اختبارات التثقيب على المواد النفايات للتأكد من تقليل الخبث قبل القطع الرسمي.

ملخص: مراجعة سريعة لأهم النقاط

من خلال التعديل الشامل المذكور أعلاه، يمكن تقليل مخلفات التثقيب في الصفائح السميكة بشكل ملحوظ، وتحسين جودة القطع وكفاءته. في حال استمرار المشكلة، يُنصح بالتواصل مع الشركة المصنعة للمعدات لإجراء اختبارات على الأجهزة أو للحصول على دعم فني.