Как да решим проблема с грапавини при лазерно рязане на тънки плочи

Появата на мустаци при лазерно рязане на тънки плочи е много често срещан проблем. Това обикновено не се причинява от един-единствен фактор, а е резултат от комбинираното действие на множество фактори, като оборудване, параметри, материали и газове. За да решим систематично този проблем, можем да следваме процес на отстраняване на неизправности от лесен към труден и от софтуер към хардуер. След това ще разгледаме подробно специфичните операции и решения за всяка стъпка:

Стъпка 1: Проверка и регулиране на основните параметри (най-често срещаната проблемна област)

1. Фокусна позиция

• Позицията на фокуса е един от най-важните параметри, влияещи върху качеството на рязане. Неправилният фокус ще доведе до неконцентриране на енергията, което ще направи невъзможно ефективното отстраняване на шлаката.
• Симптоми: Както твърде високият, така и твърде ниският фокус ще доведат до залепване на шлака по дъното (натрупване на грапави частици).

Решение:

• Извършете калибриране на фокуса: Първо, уверете се, че фокусът на вашето оборудване е точен. Използвайте фокусен индикатор или функция за автоматично калибриране.
• Извършете тестване на фокуса: Върху парче отпадъчен материал изрежете права линия или кръг на различни позиции на фокуса (например от -1 мм до +1 мм, с интервал от 0,2 мм) и наблюдавайте коя позиция има най-малко неравности. За тънки плочи обикновено се препоръчва използването на отрицателно дефокусиране (т.е. фокусът е под повърхността на плочата, на разстояние около 1/3 до 1/2 от дебелината на плочата), което може да образува по-широк разрез и да улесни издухването на шлаката надолу от газовия поток.

2. Спомагателен газ

Вид и чистота на газа:

• Рязане на въглеродна стомана: Задължително е използването на кислород. Кислородът участва в реакцията на горене, осигурявайки допълнителна енергия и образувайки железен оксид с ниска точка на топене, който лесно се издухва от газовия поток. Ако се използва въздух или азот, ще се образува голямо количество черни шлакови остатъци.
• Рязане на неръждаема стомана, алуминиеви сплави: Трябва да се използва азот с висока чистота. Ролята на азота е да отвежда разтопения метал и да предотвратява окисляването. Ако чистотата на азота е недостатъчна (препоръчва се над 99,9%) или налягането е твърде ниско, в долната част на материала ще се образуват мустаци поради окисляване и недостатъчно охлаждане.

Налягане на газа:

• Твърде ниско налягане: Невъзможност за ефективно издухване на шлаката, което води до натрупване на мухъл на дъното.
• Твърде високо налягане: При тънки плочи, прекомерното налягане може да създаде вихри при разреза, отслабвайки ефекта на издухване на шлаката и евентуално причинявайки груби повърхности на рязане и дори трудни за отстраняване разтопени бучки.

Решение:Вижте препоръчителните параметри от производителя на оборудването въз основа на вида и дебелината на материала и направете съответно фини настройки. Например, при рязане на 1 мм въглеродна стомана, налягането на кислорода обикновено е между 0,8-1,2 бара.

3. Скорост на рязане и мощност на лазера

• Тези две неща трябва да са перфектно съчетани.
• Твърде висока скорост: Недостатъчно енергийно натоварване, материалът не се разтопя и не се реже напълно, оставяйки непрекъснати, лепкави бразди на дъното.
• Твърде бавна скорост: Прекомерно вложена енергия, което води до свръхтопене на материала, което води до груба повърхност на рязане и дори до образуване на трудно отстраняеми разтопени бучки.
• Несъответствие в мощността: Твърде ниската мощност е еквивалентна на твърде висока скорост, а твърде високата мощност е еквивалентна на твърде бавна скорост.

Решение:

• Извършете тестване на параметрите: Фиксирайте други параметри и регулирайте скоростта и мощността на рязане, за да намерите най-добрата комбинация „скорост-мощност“. Идеалното състояние на рязане е цветен мотив, който се разпръсква равномерно надолу.

Стъпка 2: Проверка на състоянието на хардуера и оборудването

Ако корекциите на параметрите са неефективни, е необходимо да се провери самото оборудване.

1. Дюза

• Избор на дюза: Използването на дюза с твърде голям диаметър (например φ2.0 или по-голям) не е благоприятно за концентрация на газовия поток. За тънки плочи се препоръчва използването на дюза с малък диаметър (например φ1.0 или φ1.5), която може да генерира газов поток с по-висока скорост и да има по-добър ефект на отделяне на шлака.
• Състояние на дюзата: Проверете дали има пръски шлака, износване или деформация на отвора на дюзата. Повредена дюза ще наруши концентричността и стабилността на газовия поток и трябва да бъде сменена своевременно.
• Височина на дюзата: Разстоянието между дюзата и повърхността на плочата (обикновено 0,5-1,5 мм) е много важно. Твърде високото разстояние ще доведе до разпръскване на газовия поток и ефектът на издухване на шлака ще бъде слаб; твърде ниското разстояние лесно ще доведе до сблъсък с плочата и ще повреди дюзата.

2.Оптични лещи

• Чистота: Ако защитното огледало и фокусиращото огледало са замърсени, това ще намали мощността на лазера, което ще доведе до намаляване на режещата способност и образуване на мустаци. Редовно почиствайте огледалата с безводен етанол и почистваща хартия за лещи.
• Качество: Проверете за микроскопични повреди или стареене на покритието на огледалата, които може да не са видими с просто око. Сменете ги, ако е необходимо.

3. Лазерен лъч

• Концентричност на лъча: Центърът на отвора на дюзата трябва да е точно подравнен с центъра на лазерния лъч. Ако не са концентрични, това ще доведе до асиметрични разрези, като едната страна ще бъде гладка, а другата - с грапавини.
• Метод на калибриране: Залепете слой маскираща лента отпред на дюзата, пуснете импулс и наблюдавайте дали отворът е в центъра на дюзата. Ако е извън центъра, калибрирането трябва да се извърши съгласно ръководството за оборудването.
• Стабилност на оборудването: Проверете за механични вибрации или хлабина в оборудването, тъй като те могат да повлияят на стабилността на рязането.

Стъпка 3: Материали и други фактори

Самият материал

• Качество на повърхността: Масло, ръжда и покрития по повърхността на листа могат да увеличат трудността при рязане и да причинят неравности. Почистете листа преди рязане.
• Вид материал: Различните марки и партиди материали имат различен състав на сплавите и обработка на повърхността, което може да повлияе на производителността на рязане. Ако не можете да режете добре и равномерно, опитайте с друга партида или марка материал.
• Дебелина на материала: Уверете се, че мощността на вашия лазер е достатъчна за рязане на желаната дебелина. Недостатъчната мощност ще доведе директно до непълно рязане и образуване на грапави образувания.

Обобщение и бърз контролен списък за отстраняване на неизправности

Когато срещнете проблеми с мустаци, следвайте тази последователност за бързо отстраняване на неизправности:

1. Първо, проверете газта!

• За рязане на въглеродна стомана: Използвайте кислород и проверете дали налягането е достатъчно.
• За рязане на неръждаема стомана/алуминий: Използвайте високочист азот и проверете чистотата и налягането.

2. След това, регулирайте фокуса!

• Извършете тест за фокусиране, за да намерите оптималната позиция на фокуса. За тънки пластини опитайте негативно разфокусиране.

3. След това оптимизирайте скоростта и мощността!

• Извършете тестове на параметрите, за да намерите комбинацията „скорост-мощност“ без неравности.

4. След това проверете дюзата и оптичния път!

• Сменете дюза с малък диаметър, която изглежда и се усеща добре.
• Проверете и почистете огледалата.
• Калибрирайте концентричността на дюзата и лазерния лъч.

5. Накрая, помислете за материалните проблеми!

• Почистете повърхността на листа или опитайте с друг лист за тестване.

Чрез следване на този систематичен процес за отстраняване на неизправности, повечето проблеми с мустаците при лазерно рязане на тънки плочи могат да бъдат ефективно решени.