Razlozi zagrijavanja mlaznice rezne glave tokom laserskog rezanja

Ozbiljna groznica mlaznice laserske glave za rezanje, čak i žarenje crveno, obično nije samo jedan uzrok, već rezultat različitih faktora. U nastavku će biti detaljno objašnjeni glavni uzroci, sekundarni uzroci i rješenja.

Glavni razlog

Ovo su najdirektniji i najčešći problemi koji uzrokuju pregrijavanje mlaznica.

1. Plazma/reflektovana toplota

• Mehanizam generiranja:Kada se laserski snop fokusira na površinu metalnog materijala, on će trenutno otopiti ili čak ispariti metal. Pomoćni plin, poput kisika ili dušika, upuhuje se prema ovom području visoke temperature. Ako je gustoća energije previsoka ili su parametri plina neodgovarajući, ispareni metal i sam plin će se ionizirati i formirati oblak plazme visoke temperature (električno neutralna plinska grupa s izuzetno visokom temperaturom).
• Proces prenosa toplote:Ova plazma ne samo da će apsorbirati i raspršiti lasersku energiju, smanjujući efikasnost rezanja, već će se i vratiti prema gore u unutrašnjost mlaznice. Ogromna količina topline koju prenosi plazma bit će direktno prenesena na bakreni unutrašnji zid mlaznice, uzrokujući nagli porast njene temperature, čak i ako izgori do crvene boje i istopi se.

2. Kvar sistema za hlađenje

Moderne visokoučinkovite glave za lasersko rezanje dizajnirane su s unutrašnjim kanalima hlađenim vodom, koji se posebno koriste za odvođenje topline koju apsorbiraju mlaznice, zaštitna sjedišta ogledala i druge komponente.

Često postavljana pitanja:

• Nedovoljan protok rashladne vode:kvar pumpe za hlađenje vode, savijanje cijevi za vodu, začepljenje filtera itd.
• Temperatura rashladne vode je previsoka:Efekat hlađenja hladnjaka nije dobar ili je izbor premalen.
• Blokada ili curenje iz kruga rashladne vode:unutrašnji kamenac ili nečistoće blokiraju prolaz protoka.
• Sistem za hlađenje nije uključen:Zaboravite uključiti hladnjak prije pokretanja lasera.

Sekundarni i drugi uzroci

Ovi uzroci, iako manje direktni od gore navedena dva, mogu pojedinačno pogoršati groznicu ili uzrokovati probleme.

3. Kontaminacijaoštećen ili oštećennses

• Ako je fokusno ogledalo ili zaštitno ogledalo kontaminirano (ulje, prašina) ili oštećeno, njegova propusnost svjetlosti i sposobnost fokusiranja će se smanjiti.
• Dio laserske energije apsorbira samo sočivo i pretvara ga u toplinu. Ova toplina se prenosi na bazu ogledala, koja zauzvrat zagrijava okolni zrak i bazu mlaznice.
• U težim slučajevima, previsoka temperatura sočiva može uzrokovati pucanje.

4. Nepravilno podešavanje procesnih parametara

• Vrsta plina i pritisak:
• Kada se koristi kisik za rezanje ugljičnog čelika, to je egzotermna reakcija koja sama po sebi stvara mnogo topline. Ako tlak plina nije odgovarajući, lakše je formirati jaku plazmu.
• Prilikom korištenja dušika za rezanje nehrđajućeg čelika, ako je tlak zraka prenizak da bi se rastopina na vrijeme otpuhala, troska će prskati prema gore, prilijepiti se za unutrašnji zid mlaznice i nastaviti je zagrijavati; ako je tlak zraka previsok, može uzrokovati poremećaj protoka zraka, što pogoduje stvaranju plazme.
• Brzina rezanja:Brzina je premala, laser predugo ostaje na istom položaju i toplota se previše akumulira, što lako može generirati plazmu i pregorjeti mlaznicu. Ako je brzina prevelika, moguće je da neće proći, što će rezultirati pojačanom reflektiranom svjetlošću.
• Snaga lasera:Kada je snaga previsoka i drugi parametri (kao što su brzina i pritisak zraka) se ne poklapaju, energija je prekomjerna i lako se generira plazma.
• Pozicija fokusa:Nepravilan položaj fokusa će uticati na gustinu energije i oblik reza, što će uticati na ispuštanje taline i stvaranje plazme.

5. Problem same mlaznice

• Neusklađenost modela:Otvor mlaznice ne odgovara debljini rezane ploče i pritisku plina. Na primjer, fino rezanje mlaznicom velikog otvora može uzrokovati odstupanje protoka zraka i slab zaštitni učinak.
• Loš kvalitet/oštećenje:Središnji otvor mlaznice nije okrugao, ima neravnina, a unutrašnji zid nije gladak, što uzrokuje nestabilan protok zraka i lako stvara vrtložne struje, što ne pogoduje odvođenju topline i izbacivanju troske. Blaga deformacija mlaznice nakon sudara s limom također može uzrokovati ovaj problem.
• Nepravilna instalacija:Mlaznica nije zategnuta ili je zaptivni prsten oštećen, što uzrokuje curenje plina i uništava stabilnu zaštitu plinske zavjese.

6. Vanjsko okruženje i sudar

• Površinska refleksivnost ploče je previsoka:Prilikom rezanja visoko reflektirajućih materijala poput aluminija i bakra, velika količina laserske energije se reflektira natrag u unutrašnjost glave za rezanje i apsorbira je mlaznica i sjedište ogledala.
• Sudar:Rezna glava sudara se s pločom ili uređajem, uzrokujući deformaciju mlaznice i pomicanje unutrašnjih dijelova, uništavajući originalnu koaksijalnost i brtvljenje svjetla, plina i vodenog toka.

Sažetak i kontrolna lista rješenja

Kada se pojavi problem sa zagrijavanjem mlaznice, preporučuje se provjera sljedećim redoslijedom:

1. Odmah zaustavite mašinu radi pregleda:kako bi se spriječilo daljnje oštećenje opreme.

2. Provjerite sistem hlađenja (najvažniji prioritet):

• Potvrdite da je hladnjak uključen i da radi normalno.
• Provjerite da li protok i pritisak rashladne vode ispunjavaju zahtjeve opreme.
• Dodirnite ulaznu i izlaznu cijev i osjetite temperaturnu razliku. Ako je temperaturna razlika mala, to znači da je efikasnost izmjene topline niska ili da je protok nedovoljan.
• Provjerite kvalitet vode kako biste bili sigurni da nema nečistoća.

3. Provjerite i zamijenite optičke komponente:

• Uklonite zaštitno sočivo i pregledajte ga da li ima nečistoća, opekotina ili pukotina. Uvijek održavajte sočiva čistima.
• Provjerite je li fokusno ogledalo u dobrom stanju.

4. Provjerite i zamijenite mlaznicu:

• Provjerite da li je otvor mlaznice koji se trenutno koristi pogodan za zadatak rezanja koji je u toku.
• Provjerite da li je unutrašnji otvor mlaznice gladak i okrugao, te da li ima oštećenja od topljenja ili blokade. Zamijenite potpuno novom, visokokvalitetnom mlaznicom za testiranje.

5. Optimizacija parametara procesa rezanja:

• Konsultujte se s dobavljačem opreme ili iskusnim procesnim inženjerom kako biste ponovo kalibrirali snagu lasera, brzinu rezanja, vrstu i pritisak plina, položaj fokusa itd. u skladu s vrstom i debljinom materijala. Ovo je ključno za rješavanje problema pregrijavanja plazme.

6. Provjerite koaksijalnost i instalaciju:

• Koristite tester poravnanja da provjerite da li je koaksijalnost lasera, mlaznice i plina tačna.
• Provjerite da li je mlaznica pravilno postavljena i zategnuta, te da li je zaptivni prsten netaknut.

7. Posmatrajte proces rezanja:

• Iz sigurnosnih razloga, tokom rezanja, obratite pažnju na iskre. Normalna iskra treba da bude usmjerena prema dolje i unazad. Ako iskra prska prema gore, divergira ili je previše gruba i svijetla, to obično znači da parametri nisu odgovarajući i da se stvara velika količina plazme.

Sistematskim istraživanjem, velika većina problema sa zagrijavanjem mlaznica može se efikasno riješiti. Ako se gore navedeni koraci ne mogu riješiti, moguće je da postoji ozbiljniji mehanički ili optički problem unutar glave za rezanje, te je potrebno kontaktirati proizvođača opreme radi profesionalnog održavanja.