Причини за нагряване на дюзата на режещата глава по време на лазерно рязане

Треската на дюзата на лазерната режеща глава е сериозна, дори до червено, обикновено не е единична причина, а резултат от различни фактори. По-долу ще бъдат обяснени подробно основните причини, вторичните причини и решенията.

Основна причина

Това са най-директните и често срещани проблеми, които причиняват прегряване на дюзите.

1. Плазмена/отразена топлина

• Механизъм на генериране:Когато лазерният лъч е фокусиран върху повърхността на металния материал, той мигновено ще разтопи или дори ще изпари метала. Спомагателен газ, като кислород или азот, се насочва към тази област с висока температура. Ако енергийната плътност е твърде висока или параметрите на газа са неподходящи, изпареният метал и самият газ ще бъдат йонизирани, за да образуват високотемпературен плазмен облак (електрически неутрална газова група с изключително висока температура).
• Процес на топлопренос:Тази плазма не само ще абсорбира и разсейва лазерната енергия, намалявайки ефективността на рязане, но и ще се връща нагоре към вътрешността на дюзата. Огромното количество топлина, пренасяно от плазмата, ще бъде директно пренесено върху медната вътрешна стена на дюзата, което ще доведе до рязко повишаване на температурата ѝ, дори ще изгори до червено и ще се разтопи.

2. Повреда на охладителната система

Съвременните високопроизводителни лазерни режещи глави са проектирани с водно охлаждани канали вътре, които се използват специално за отвеждане на топлината, абсорбирана от дюзите, защитните огледални седалки и други компоненти.

Често задавани въпроси:

• Недостатъчен поток на охлаждаща вода:повреда на помпата за охлаждаща вода, огъване на водопровода, запушване на филтъра и др.
• Температурата на охлаждащата вода е твърде висока:Охлаждащият ефект на чилъра не е добър или изборът е твърде малък.
• Запушване или теч от охладителната верига:вътрешен котлен камък или примеси блокират прохода на потока.
• Охлаждащата система не е включена:Забравете да включите охладителя, преди да стартирате лазера.

Вторични и други причини

Тези причини, макар и по-малко директни от горните две, могат да изострят треската или да причинят проблеми поотделно.

3. Замърсяванеповреден или изкривен листnses

• Ако фокусиращото огледало или защитното огледало е замърсено (масло, прах) или повредено, неговата светлинна пропускливост и фокусираща способност ще намалеят.
• Част от лазерната енергия се абсорбира от самата леща и се преобразува в топлина. Тази топлина се предава на основата на огледалото, което от своя страна нагрява околния въздух и основата на дюзата.
• В тежки случаи, прекомерната температура на лещата може да причини спукване.

4. Неправилна настройка на параметрите на процеса

• Вид и налягане на газа:
• Когато се използва кислород за рязане на въглеродна стомана, това е екзотермична реакция, която сама по себе си генерира много топлина. Ако налягането на газа не е подходящо, е по-лесно да се образува силна плазма.
• При използване на азот за рязане на неръждаема стомана, ако налягането на въздуха е твърде ниско, за да отстрани стопилката навреме, шлаката ще се пръсне нагоре, ще се залепи за вътрешната стена на дюзата и ще продължи да я нагрява; ако налягането на въздуха е твърде високо, това може да причини нарушение на въздушния поток, което благоприятства образуването на плазма.
• Скорост на рязане:Скоростта е твърде бавна, лазерът остава на едно и също място твърде дълго и топлината се натрупва твърде много, което лесно може да генерира плазма и да изгори дюзата. Ако скоростта е твърде висока, лазерът може да не прореже, което ще доведе до засилено отразена светлина.
• Мощност на лазера:Когато мощността е твърде висока и други параметри (като скорост и въздушно налягане) не съвпадат, енергията е прекомерна и лесно се генерира плазма.
• Фокусна позиция:Неправилната позиция на фокуса ще повлияе на енергийната плътност и формата на рязането, като по този начин ще повлияе на изпускането на стопилката и образуването на плазма.

5. Проблемът със самата дюза

• Несъответствие на модела:Отворът на дюзата не съответства на дебелината на режещата плоча и налягането на газа. Например, финото рязане с дюза с голям отвор може да доведе до разклоняване на въздушния поток и слаб защитен ефект.
• Лошо качество/повреди:Централният отвор на дюзата не е кръгъл, има грапавини и вътрешната стена не е гладка, което води до нестабилен въздушен поток и лесно образуване на вихрови токове, което не благоприятства разсейването на топлината и издухването на шлака. Лека деформация на дюзата след сблъсък с листа също може да причини този проблем.
• Неправилна инсталация:Дюзата не е затегната или уплътнителният пръстен е повреден, което причинява изтичане на газ и разрушава стабилната защита на газовата завеса.

6. Външна среда и сблъсък

• Повърхностната отражателна способност на плочата е твърде висока:При рязане на силно отразяващи материали като алуминий и мед, голямо количество лазерна енергия се отразява обратно във вътрешността на режещата глава и се абсорбира от дюзата и огледалното легло.
• Сблъсък:Режещата глава се сблъсква с плочата или приспособлението, което води до деформация на дюзата и изместване на вътрешните части, разрушавайки оригиналната коаксиалност и уплътнение на светлината, газа и водния път.

Обобщение и контролен списък за решения

Когато възникне проблем с нагряването на дюзата, се препоръчва да се провери в следния ред:

1. Незабавно спрете машината за проверка:за да се предотвратят по-нататъшни повреди на оборудването.

2. Проверете охладителната система (най-важното):

• Уверете се, че чилърът е включен и работи нормално.
• Проверете дали дебитът и налягането на охлаждащата вода отговарят на изискванията на оборудването.
• Докоснете входната и изходната тръба и усетете температурната разлика. Ако температурната разлика е малка, това означава, че ефективността на топлообмена е ниска или дебитът е недостатъчен.
• Проверете качеството на водата, за да се уверите, че няма примеси.

3. Проверете и сменете оптичните компоненти:

• Отстранете защитната леща и я проверете за замърсяване, изгаряния или пукнатини. Винаги поддържайте лещите чисти.
• Проверете дали фокусиращото огледало е в добро състояние.

4. Проверете и сменете дюзата:

• Проверете дали отворът на дюзата, който се използва в момента, е подходящ за текущата задача за рязане.
• Проверете дали вътрешният отвор на дюзата е гладък и кръгъл и дали има повреди от стопяване или запушване. Сменете с чисто нова, висококачествена тестова дюза.

5. Оптимизиране на параметрите на процеса на рязане:

• Консултирайте се с доставчика на оборудването или с опитен технологичен инженер, за да калибрирате отново мощността на лазера, скоростта на рязане, вида и налягането на газа, позицията на фокуса и др. в зависимост от вида и дебелината на материала. Това е в основата на решаването на проблема с прегряването на плазмата.

6. Проверете коаксиалността и монтажа:

• Използвайте тестера за подравняване, за да проверите дали коаксиалността на лазера, дюзата и газа е точна.
• Уверете се, че дюзата е правилно монтирана и затегната, а уплътнителният пръстен е непокътнат.

7. Наблюдавайте процеса на рязане:

• От съображения за безопасност, наблюдавайте искрите по време на рязане. Нормалната искра трябва да е насочена надолу и назад. Ако искрата се разпръсква нагоре, разклонява се или е твърде груба и ярка, това обикновено означава, че параметрите не са подходящи и се генерира голямо количество плазма.

Чрез систематично проучване, по-голямата част от проблемите с нагряването на дюзите могат да бъдат ефективно решени. Ако горните стъпки не могат да бъдат решени, е възможно да има по-сериозен механичен или оптичен проблем вътре в режещата глава и е необходимо да се свържете с производителя на оборудването за професионална поддръжка.