Как да постигнем ярък, полиран ръб при лазерно рязане на стоманени плочи?

За да се постигне безоксидна, силно отразяваща повърхност на рязане (известна като „рязане с блестяща повърхност“) при лазерно рязане на стоманени плочи (обикновено въглеродна стомана), ключът е да се предотврати напълно окисляването по време на процеса на рязане.и да се използват фино настроени параметри на рязане, които старателно отвеждат разтопения материал. Обикновеното въздушно рязане ще образува грапава, сива повърхност с оксиден слой. За да се постигне блестяща повърхност на рязане, следвайте тези ключови стъпки и принципи:

Основен принцип

Същността на рязането с блестяща повърхност е „рязане с топене“, а не „рязане с окисление“.

Оксидационно рязане (обикновен въздух): използването на кислород като спомагателен газ води до интензивна екзотермична реакция (горене) между желязо и кислород, което води до образуване на голямо количество железен оксид и повърхността на рязане става грапава, сиво-черна.

Рязане с разтопяване (огледално рязане): Използва се високочист азот (N2) или аргон (Ar) като спомагателен газ. Инертният газ е изолиран от кислорода, лазерът само разтопява метала, а газът под високо налягане издухва чистия метален разтвор, за да се получи сребърна блестяща повърхност без окисляване.

Ключови елементи и стъпки за постигане на блестящо рязане на повърхността

1. Спомагателен газ: трябва да се използва азот с висока чистота

• Изисквания за чистота: ≥ 99,99% (обикновено 4 деветки или по-високи). Недостатъчната чистота може да причини следи от окисление, което да повлияе на повърхностното покритие.
• Изисквания за налягане: много високи. В зависимост от дебелината на плочата, обикновено е необходимо стабилно налягане от 15-20 бара (около 1,5-2,0 MPa) или дори по-високо. Необходимо е да се използва резервоар с течен азот или генератор на азот с голям дебит, което обикновеният въздушен компресор не може да постигне.
• Функция: издухва разтопен метал, охлажда режещия шев, изолира кислород.

2. Мощност и режим на лазера: необходима е висока мощност и висококачествен лъч

• Изисквания за мощност: Постигането на рязане на блестяща повърхност обикновено изисква по-висока мощност на лазера. Например, рязането на блестяща повърхност от въглеродна стомана с дебелина 6 мм с лазер с мощност 4000 W ще бъде по-лесно и по-ефективно от рязането на обикновени плочи със същата дебелина. Недостатъчната мощност ще доведе до твърде бавна скорост на рязане и натрупване на топлина, което ще повлияе на качеството.
• Качество на лъча: едномодовият лазер или квази-едномодов лазер, поради по-концентрираната си енергийна плътност и по-малката точка на рязане, в сравнение с многомодовия лазер, има присъщи предимства, може да получи по-фин и по-ярък участък при рязане на светла повърхност.

3. Параметри на рязане: фина настройка

Следните параметри трябва да бъдат фино оптимизирани според оборудването и газовите условия:

• Скорост на рязане: В сравнение с кислородното рязане, скоростта ще бъде значително намалена. Ако скоростта е твърде висока, стопилката няма да се издуха и отзад ще се образува шлака; ако скоростта е твърде бавна, подаваната топлина е твърде голяма и плочата може да прегрее и да промени цвета си.

Избор и височина на дюзата:

• Диаметър на дюзата: обикновено избирайте по-голям диаметър на дюзата (като φ3 мм или φ4 мм), за да се адаптирате към високото налягане и големия поток азот, за да осигурите стабилен въздушен поток, който покрива целия процеп.
• Височина на дюзата: Тя трябва да бъде прецизно контролирана, обикновено малко по-висока, отколкото при рязане с кислород, за да се образува добра защита от въздушна завеса.
• Позиция на фокуса: Фокусът обикновено се настройва върху повърхността на плаката или малко по-долу, като най-добрата позиция трябва да се определи експериментално, за да се получи най-тясната и най-ярка цепка.
• Модулация на пикова мощност/честота: За някои по-дебели плочи, използването на подходящ режим на импулсно рязане помага за контролиране на входящата топлина, за да се получи по-добър ефект на лъскава повърхност.

4. Изисквания към Управителния съвет

• Почистване на повърхността: масло, ръжда и покритие по повърхността на плочата ще повлияят на ефекта на рязане и трябва да се почистят предварително.
• Еднороден материал: Неравномерният материал води до неравномерни блестящи ефекти.

Обобщение на процеса на работа

1. Подготовка:Уверете се, че използвате високочист азот и система за подаване на газ под високо налягане. Почистете повърхността на листа.

2. Изберете дюза:Монтирайте дюза с голям диаметър, подходяща за рязане с азот под високо налягане (например φ3 мм).

3. Задаване на параметри:Изберете режим „Рязане с азот“ или „Рязане с ярка повърхност“ в софтуера за управление на рязането. Въведете материала на листа (въглеродна стомана) и дебелината му.

4. Ключови точки на корекция:

• Спомагателният газ беше настроен на N2.
• Налягането на газа се регулира до диапазона на високо налягане (например, за 6 мм въглеродна стомана, първо опитайте от 18 бара).
• Значително намаляване на скоростта на рязане (може да се използва кислородно рязане с дебелина от скоростта от 1/3 до 1/2).
• Регулирайте фокуса и височината на дюзата по подходящ начин.

5. Пробно рязане и оптимизация:първо използвайте малки графики или остатъчни ръбове за пробно изрязване. Секция за наблюдение:

• Ако горната част е светла, долната част е разпределена черна или висяща шлака: може да е твърде бързо или недостатъчно въздушно налягане.
• Ако целият участък е жълт или окислен: чистотата на азота не е достатъчна или налягането е твърде ниско и е добавен кислород.
• Ако рязането не е прозрачно или шлаката е силно залепнала: недостатъчна мощност, твърде бързо или фокусната позиция е неправилна.

6. Официално рязане:след завършване на оптимизацията на параметрите, официалното рязане.

Съображения и ограничения

• По-висока цена:Консумира се голямо количество високочист азот, скоростта на рязане е бавна, а единичната цена е много по-висока от тази на кислородното рязане.
• Ограничение на дебелината:Ефектът на лъскавата повърхност се влошава с увеличаване на дебелината. Обикновено работи най-добре върху среднодебели и тънки плочи от въглеродна стомана (1-12 мм). Когато дебелината на плочата надвишава капацитета на оборудването, е трудно да се получи перфектна лъскава повърхност.
• Изисквания за оборудване:Мощността на лазера, качеството на лъча, стабилността на машината, системата за подаване на газ имат по-високи изисквания.
• Основно приложение:използва се за външния вид, заваряването, изискванията за качество на пръскане на детайла, като например асансьорни панели, прецизни механични части, външни части и др., за да се избегне последващият процес на шлифоване.

Просто казано, за да изрежете ярката повърхност, запомнете трите елемента: азот с високо налягане и висока чистота, висока мощност и добър лъч, както и параметри за фина настройка с ниска скорост.Препоръчително е да получите от производителя на оборудването таблица с основни параметри за конкретен модел и дебелина и да я използвате като основа за фина настройка на място.