Кога да изберете негативен фокус за лазерно рязане

„Отрицателният фокус“ ​​(известен също като „по-нисък фокус“ ​​или „фокус вътре в плочата“) на машината за лазерно рязане е един от най-важните процеси за регулиране на позицията на лазерния фокус. Казано по-просто, отрицателният фокус се отнася до настройване на фокуса на лазера под повърхността на материала, който ще се реже. Използването на отрицателен фокус се основава главно на следните принципи и цели: Когато фокусът е вътре в материала, размерът на петното на лъча на повърхността на материала ще стане по-голям и плътността на енергията ще бъде относително намалена. Това обаче е предимство в определени ситуации, защото създава по-широк, конусен светлинен път, което е от полза:

1. Изхвърляне на шлака:По-широкият разрез позволява на спомагателните газове (като кислород и азот) да издухват разтопения метал по-ефективно, за да предотвратят задържането на шлака.

2. Подобрете качеството на секциите:За по-дебели материали може да се постигне по-вертикално и по-гладко сечение на рязане.

3. Защитете обектива:Фокусирането надолу може да предотврати директното отбиване на пръските, генерирани от рязането, върху фокусиращата леща.

Кога трябва да използвате негативен фокус (основен сценарий на приложение)

1. Рязане на по-дебели метални материали (особено въглеродна стомана)

• Това е най-важният сценарий на приложение на негативния фокус.
• Причина: При рязане на дебели плочи е необходимо по-дълго време за действие на енергията, за да се разтопи цялата дебелина. Използването на отрицателен кокс (обикновено 1/3 до 1/2 от дебелината на плочата) може да разшири ширината на горната част на разреза, така че кислородът (при рязане на въглеродна стомана) да може плавно да навлезе в дъното на разреза, да поддържа достатъчна окислителна екзотермична реакция и плавно да издухва шлаката. Ако използвате положителен фокус или нулев фокус (фокус върху повърхността или отгоре), горната част на разреза ще бъде твърде тясна, което лесно ще доведе до непрозрачно рязане в долната част, сериозно задържане на шлаката и неравно сечение.
• Опит: При рязане на плочи от въглеродна стомана с дебелина над 6 мм обикновено е необходимо да се започне с отрицателен кокс.
• С увеличаване на дебелината, количеството отрицателен фокус (дълбочината на фокуса в материала) трябва да се увеличи съответно. Например, при рязане на 20 мм въглеродна стомана, фокусната точка може да бъде поставена на 3-5 мм под повърхността.

2. Преследването на висококачествена секция за рязане

• Когато има високи изисквания за вертикалност, гладкост и безшлакови режещи секции, дори за материали със средна дебелина, може да се използва лек отрицателен фокус за оптимизиране на въздушния поток и разпределението на енергията.

3. При извършване на перфорационна операция

• За да се предотврати повреждането на лещата от пръски от високотемпературна шлака, генерирани по време на перфорация, фокусът обикновено се настройва на отрицателен фокус за перфорация (ниска енергия и дълбока позиция), а след това фокусът се регулира до позицията на настройка, необходима за рязане, след като перфорацията е завършена.

Кога не трябва да използвате негативен фокус

1. Рязане на листов материал (обикновено <3 мм)

• Причина: рязане на тънки плочи в преследване на скорост и прецизност. Използването на нулев фокус или лек положителен фокус позволява получаването на най-малката точка и най-концентрираната енергия, което води до по-тесни прорези, по-високи скорости и по-фини разрези.

2. При извършване на високопрецизна прецизна обработка

• Причината: За да се осигури най-малък размер на петното и най-висока точност на размерите, фокусът обикновено се настройва върху повърхността на материала (нулев фокус).

3. При използване на азот за рязане на неръждаема стомана за получаване на лъскава повърхност

• Причина: Азотното рязане на неръждаема стомана разчита на лазерна енергия за разтопяне на материала, след което използва азот под високо налягане за издухване на стопилката без кислородна реакция. За да се получи вертикален, гладък и неокислен ефект на рязане с „ярка повърхност“, обикновено се използва нулев фокус или лек положителен фокус, за да се осигури концентрация на енергия и тесни и чисти прорези.

Как да определим най-доброто количество негативен фокус?

Няма фиксирана стойност и най-добрата позиция на фокус трябва да се определи чрез тестване на процеса и се влияе от следните фактори:

• Вид материал:Въглеродната стомана, неръждаемата стомана и алуминият имат различни стратегии за фокусиране.
• Дебелина на материала:Колкото по-голяма е дебелината, толкова обикновено е по-голямо количеството негативен фокус.
• Режещ газ:Кислородното рязане и азотното рязане имат различни стратегии за фокусиране.
• Мощност и режим на лазера:Машините с различна мощност и качество на лъча (като например едномодови спрямо многомодови) имат различни оптимални позиции на фокусиране.

Общият метод за изпитване е:

1. Калибриране на фокуса:първо намерете позицията на „нулев фокус“ ​​на повърхността на материала (обикновено машината има автоматична или ръчна програма за калибриране).

2. Изготвяне на фокусни тестови проби:при еднаква мощност, скорост и налягане на газа, изрежете серия от прави линии или шарки при различни позиции на фокусиране (например от 3 мм до -3 мм, една стъпка на 0,5 мм или 1 мм).

3. Ефект от оценката:наблюдавайте качеството на сечението, вертикалността, състоянието на задържане на шлаката, ширината на прореза и дали дъното на всеки разрез е отрязано.

4. Изберете най-добрата точка:цялостно качество на рязане, стабилност и ефективност, изберете най-добрата позиция на фокус като параметри на процеса под дебелината на материала.

Обобщение

Основен принцип: Специфичната позиция на фокуса винаги е функция на материала, дебелината, мощността на машината и необходимото качество. Оптималните параметри на процеса трябва да бъдат получени чрез полеви тестове и валидиране.Когато работите, не забравяйте да се обърнете към ръководството за параметрите на процеса, предоставено от производителя на оборудването, и да го настроите фино в комбинация с действителния ефект на рязане.