Veza između fokusa laserskog rezanja i neravnina

Fokusna pozicija kod laserskog rezanja ima direktnu i determinističku vezu sa formiranjem neravnina.Ukratko, fokusna pozicija direktno utiče na raspodjelu energije snopa unutar materijala, čime određuje kvalitet reza, efikasnost izbacivanja rastopljenog materijala i da li će se na kraju formirati neravnine.Odnosi su detaljno opisani u nastavku.

Osnovni princip: Kako fokusna pozicija utiče na proces rezanja

Princip laserskog rezanja je ozračivanje radnog komada laserskim snopom visoke gustoće energije, što uzrokuje njegovo brzo topljenje ili isparavanje, dok...辅助Plin (kao što su kisik ili dušik) otpuhuje rastopljeni materijal i formira rez.

Fokus: Tačka u kojoj je energija laserskog snopa najkoncentriranija, a veličina njegove tačke najmanja.

Položaj fokusa: odnosi se na položaj fokusne tačke u odnosu na površinu radnog komada. Podijeljen je u tri slučaja:

1. Pozitivna defokusacija: Fokusna tačka se nalazi iznad površine radnog komada.

2. Negativni defokus: Fokusna tačka se nalazi ispod površine radnog komada.

3. Nula defokusiranja: Fokusna tačka je precizno na površini radnog komada.

Specifičan odnos između položaja fokusa i neravnine

Priroda neravnine je takva da se preostala talina, koja nije u potpunosti otpuhana, ponovo stvrdnjava na dnu reza. Položaj fokusa utiče na neravninu uglavnom utičući na oblik reza i silu protoka zraka.

1. nije u fokusu (fokus na radni komad)

• Raspodjela energije: Nakon što snop uđe u materijal, on divergentno prolazi, a gustoća energije postepeno se smanjuje od vrha prema dnu. Energija je najjača na gornjoj površini, a najslabija na donjoj površini.
• Oblik reza: lako se formira rez u obliku slova V sa širokim gornjim i uskim donjim dijelom.

Učinak na neravninu:

• Zbog nedovoljne energije na dnu, donji dio materijala se ne može potpuno otopiti ili gasificirati.
• Brzina protoka pomoćnog plina se ubrzava na uskom dnu, ali sila uduvavanja možda neće biti dovoljna da potpuno ukloni i otpuha viskoznu talinu.

Rezultati: Lako je proizvesti veliki broj tvrdokornih neravnina na donjoj površini. Ovo je jedan od najčešćih uzroka neravnina.

2. Negativni defokus (fokus ispod radnog komada)

• Raspodjela energije; snop konvergira unutar materijala, a gustoća energije dostiže najveću vrijednost u srednjem ili donjem dijelu materijala.
• Oblik reza: lako se formira rez u obliku bubnja u struku s uskim gornjim i donjim te širokim srednjim dijelom.

Učinak na neravninu:

• Prednost je što je donja energija nedovoljna i materijal se može temeljitije rastopiti.
• Međutim, sredina reza je najšira, što može uzrokovati širenje protoka zraka ovdje i oslabiti silu puhanja kada dođe do dna.
• Ako parametri nisu pravilno usklađeni, talina se i dalje može zalijepiti za dno zbog nečistog reda.

Rezultati: U poređenju sa pozitivnim defokusiranjem, stanje neravnina će biti poboljšano, ali se i dalje može stvoriti mala količina mekog neravnina. Za rezanje debelih ploča, negativni defokus se ponekad koristi kako bi se osiguralo da se dno proreže.

3. Nulti defokus ili najbolji fokus (fokus na površinu radnog komada ili određenu dubinu)

• Raspodjela energije: Najkoncentriranije područje energije nalazi se na površini obratka, što je najbolje za rezanje tankih ploča. Za debele ploče obično je potreban položaj "najboljeg fokusa", odnosno fokus ide duboko u određenu dubinu unutar materijala (na primjer, 1/3 debljine ploče) kako bi se uravnotežila gornja i donja energija.
• Oblik reza: najidealniji vertikalni, paralelni rez.

Učinak na neravninu:

• Raspodjela energije po cijelom području reza je relativno ravnomjerna, a materijal se može kontinuirano i stabilno topiti.
• Paralelni rezovi omogućavaju nesmetan prolaz pomoćnom plinu, koji može nositi dovoljno kinetičke energije za nesmetano ispuštanje taline s dna.

Rezultat: Ovo je najbolje stanje za postizanje potpunog ili vrlo malog broja ureza od neravnina. Talina je otpuhana "čisto" bez ostataka.

Sažetak i analogija

Možete to shvatiti ovako:

• Nije u fokusu: poput "tupog dlijeta", vrh je vrlo tvrd, ali dno je dosadno, može se samo "otrljati" o materijal, ostavljajući hrapav rezultat.
• Negativno defokusiranje: Poput "mikroskopskog" djelovanja unutar materijala, iako može eksplodirati, izlaz možda neće biti uredan i izbaciće neke ostatke.
• Najbolji fokus: Kao "oštar skalpel", uredno izrezan od vrha do dna, čist i uredan.

Praktični vodič: Kako prilagoditi fokus na osnovu grešaka

U stvarnom radu, ako se pronađu neravnine, treba slijediti sljedeće korake za provjeru i podešavanje:

1. Obratite pažnju na oblik neravnine:

• Na dnu ima mnogo tvrdih, zrnastih neravnina: vjerovatno je da dno nije prorezano zbog toga što nije u fokusu (fokus je previsok) ili zbog nedovoljne snage/prevelike brzine. Fokus treba podesiti prema dolje.
• Na dnu se nalazi mala količina mekog, lako otpadajućeg neravnog neravnog materijala nalik bradi: moguće je da je u pitanju negativni defokus (fokus je prenizak) ili nedovoljan pritisak plina/nečist plin koji uzrokuje da se talina ne ispuhuje. Možete pokušati fino podesiti fokus prema gore i provjeriti parametre plina.

2. Kalibracija i testiranje fokusa:

• Koristite instrument za fokusiranje kako biste precizno odredili položaj nultog fokusa.
• U softveru za parametre rezanja, podešavanje vrijednosti ± se obično vrši na osnovu 0 tačke. Uradite 1 set testova fokusiranja (npr. od +1 do -3 u koracima od 0,5), izrežite istu figuru, a zatim posmatrajte koja pozicija ima najglatkiji rez i najmanje neravnina. Ova pozicija je najbolja za fokusiranje trenutnih materijala, debljina i opreme.

ODrugi ključni faktori koji utiču na greške (koje treba uzeti u obzir u koordinaciji)

Fokus nije jedini faktor i mora se optimizirati zajedno s drugim parametrima procesa:

Pomoćni plin:

Pritisak:Nedovoljan pritisak ne može efikasno otpuhati trosku; previsok pritisak može uzrokovati turbulenciju, što će uticati na stabilnost.

Čistoća:Posebno pri rezanju nehrđajućeg čelika, važno je koristiti dušik visoke čistoće (99,99% ili više). Preostali kisik će formirati oksidiranu trosku i pogoršati neravnine.

Brzina rezanja:Brzina je prevelika, ulaz energije je nedovoljan i materijal nije u potpunosti prorezan, što stvara donje neravnine; brzina je premala, što može dovesti do prekomjerne ablacije, grubih rezova i neravnina.

Snaga lasera:snaga i brzina moraju se uskladiti. Snaga je preniska za rezanje.

Mlaznica:Otvor blende, visina i koncentričnost mlaznice direktno utiču na stanje protoka zraka. Nekoncentričnost je čest uzrok neujednačenog kvaliteta rezanja i neravnina.

Sam materijal:Sastav materijala, stanje površine (npr. prisustvo hrđe, ulja) također imaju utjecaj.

Položaj fokusa je primarni parametar podešavanja za kontrolu neravnina pri laserskom rezanju.Idealni položaj fokusa stvara vertikalni, glatki rez i omogućava pomoćnom plinu da efikasno ispušta talinu. Kada naiđete na problem s neravninama, prvo biste trebali sistematski provesti test fokusa kako biste pronašli najbolji fokus, a zatim koordinirati podešavanje drugih parametara poput plina i brzine kako biste postigli savršen učinak rezanja bez neravnina.