Kada odabrati negativni fokus za lasersko rezanje

„Negativni fokus“ (također poznat kao „niži fokus“ ili „fokus unutar ploče“) mašine za lasersko rezanje je jedan od najvažnijih procesa za podešavanje položaja laserskog fokusa. Jednostavno rečeno, negativni fokus se odnosi na postavljanje fokusa lasera ispod površine materijala koji se reže. Upotreba negativnog fokusa se uglavnom zasniva na sljedećim principima i svrhama: Kada je fokus unutar materijala, veličina tačke snopa na površini materijala će postati veća, a gustina energije će se relativno smanjiti. Međutim, ovo je prednost u određenim situacijama jer stvara širi, suženi put svjetlosti, što je korisno:

1. Ispuštanje troske:Širi rez omogućava pomoćnim gasovima (kao što su kiseonik i azot) da efikasnije ispušu rastopljeni metal kako bi se sprečilo zadržavanje troske.

2. Poboljšajte kvalitet sekcije:Za deblje materijale, može postići vertikalniji i glatkiji presjek rezanja.

3. Zaštitite objektiv:Smanjenje fokusa može spriječiti da se prskanje nastalo rezanjem direktno odbije od sočiva za fokusiranje.

Kada treba koristiti negativni fokus (glavni scenario primjene)

1. Rezanje debljih metalnih materijala (posebno ugljičnog čelika)

• Ovo je najvažniji scenario primjene negativnog fokusa.
• Razlog: Prilikom rezanja debelih ploča, potrebno je duže vrijeme djelovanja energije da bi se otopila cijela debljina. Upotreba negativnog koksa (obično 1/3 do 1/2 debljine ploče) može proširiti širinu gornjeg dijela reza, tako da kisik (prilikom rezanja ugljičnog čelika) može nesmetano ući u dno reza, održavati dovoljnu oksidacijsku egzotermnu reakciju i nesmetano otpuhavati trosku. Ako koristite pozitivni fokus ili nulti fokus (fokus na površini ili iznad), gornji dio reza je preuzak, što će lako dovesti do neprozirnog rezanja na dnu, ozbiljnog zadržavanja troske i hrapavog presjeka.
• Iskustvo: Prilikom rezanja ploča od ugljičnog čelika debljine veće od 6 mm, obično je potrebno početi s negativnim koksom.
• Kako se debljina povećava, količina negativnog fokusa (dubina fokusa u materijalu) mora se shodno tome povećavati. Na primjer, pri rezanju ugljičnog čelika debljine 20 mm, žarišna tačka može biti postavljena 3-5 mm ispod površine.

2. Težnja za visokokvalitetnim reznim dijelovima

• Kada postoje visoki zahtjevi za vertikalnost, glatkoću i dijelove rezanja bez troske, čak i za materijale srednje debljine, može se koristiti blagi negativni fokus za optimizaciju protoka zraka i distribucije energije.

3. Prilikom izvođenja operacije perforacije

• Kako bi se spriječilo da prskanje visokotemperaturne troske nastale tokom perforacije ošteti sočivo, fokus se obično postavlja na negativni fokus za perforaciju (niska energija i duboki položaj), a zatim se fokus podešava na položaj potreban za rezanje nakon što je perforacija završena.

Kada ne biste trebali koristiti negativni fokus

1. Rezani lim (obično <3 mm)

• Razlog: rezanje tankih ploča u potrazi za brzinom i preciznošću. Korištenje nultog fokusa ili blagog pozitivnog fokusa omogućava najmanju tačku i najkoncentriraniju energiju, što rezultira užim rezovima, većim brzinama i finijim rezovima.

2. Prilikom izvođenja visokoprecizne precizne obrade

• Razlog: Kako bi se osigurala najmanja veličina tačke i najveća dimenzijska tačnost, fokus se obično postavlja na površinu materijala (nulti fokus).

3. Prilikom korištenja dušika za rezanje nehrđajućeg čelika radi postizanja sjajne površine

• Razlog: Rezanje nehrđajućeg čelika dušikom oslanja se na lasersku energiju za topljenje materijala, a zatim se koristi dušik pod visokim pritiskom za otpuhivanje taline bez reakcije s kisikom. Da bi se dobio vertikalni, glatki i neoksidirani efekat rezanja "sjajne površine", obično se koristi nulti fokus ili blagi pozitivni fokus kako bi se osigurala koncentracija energije i uski i uredni prorezi.

Kako odrediti optimalnu količinu negativnog fokusa?

Ne postoji fiksna vrijednost, a najbolji položaj fokusa treba odrediti testiranjem procesa, a na njega utiču sljedeći faktori:

• Vrsta materijala:Ugljični čelik, nehrđajući čelik i aluminij imaju različite strategije fokusiranja.
• Debljina materijala:Što je veća debljina, obično je veća i količina negativnog fokusa.
• Plin za rezanje:Rezanje kisikom i rezanje dušikom imaju različite strategije fokusiranja.
• Snaga i način rada lasera:Mašine različite snage i kvaliteta snopa (kao što su jednomodni naspram višemodnih) imaju različite optimalne položaje fokusa.

Uobičajena metoda ispitivanja je:

1. Kalibracija fokusa:prvo pronađite položaj "nultog fokusa" površine materijala (obično mašina ima automatski ili ručni program kalibracije).

2. Izrada uzoraka za testiranje fokusa:Pod istom snagom, brzinom i pritiskom plina, izrežite niz pravih linija ili uzoraka na različitim pozicijama fokusa (na primjer, od 3 mm do -3 mm, jedan korak na 0,5 mm ili 1 mm).

3. Učinak evaluacije:Posmatrajte kvalitet presjeka, vertikalnost, stanje zgure, širinu proreza i da li je dno svakog reza prerezano.

4. Odaberite najbolju tačku:sveobuhvatan kvalitet rezanja, stabilnost i efikasnost, odaberite najbolji položaj fokusa kao parametre procesa ispod debljine materijala.

Sažetak

Osnovni princip: Specifična pozicija fokusa je uvijek funkcija materijala, debljine, snage mašine i potrebnog kvaliteta. Optimalni parametri procesa moraju se postići terenskim ispitivanjem i validacijom.Prilikom rada, obavezno se pridržavajte priručnika s parametrima procesa koji je dostavio proizvođač opreme i podesite ih u kombinaciji sa stvarnim efektom rezanja.