Raons per l'escalfament de la boquilla del capçal de tall durant el tall amb làser

La febre del broquet del capçal de tall làser és greu, fins i tot vermella i ardent, normalment no és una causa única, sinó el resultat de diversos factors. A continuació s'explicaran detalladament les raons principals, les raons secundàries i les solucions.

Raó principal

Aquests són els problemes més directes i comuns que causen el sobreescalfament de la boquilla.

1. Plasma/calor reflectida

• Mecanisme de generació:Quan el feix làser s'enfoca a la superfície del material metàl·lic, aquest fondrà o fins i tot vaporitzarà instantàniament el metall. Un gas auxiliar, com ara oxigen o nitrogen, s'insufla cap a aquesta regió d'alta temperatura. Si la densitat d'energia és massa alta o els paràmetres del gas són inadequats, el metall vaporitzat i el gas en si s'ionitzaran per formar un núvol de plasma d'alta temperatura (un grup de gas elèctricament neutre amb una temperatura extremadament alta).
• Procés de transferència de calor:Aquest plasma no només absorbirà i dispersarà l'energia làser, reduint l'eficiència del tall, sinó que també tornarà cap amunt a l'interior del broquet. L'enorme quantitat de calor transportada pel plasma es transferirà directament a la paret interior de coure del broquet, fent que la seva temperatura augmenti bruscament, fins i tot es cremarà vermell i es fondrà.

2. Avaria del sistema de refrigeració

Els capçals de tall làser d'alt rendiment moderns estan dissenyats amb canals refrigerats per aigua a l'interior, que s'utilitzen especialment per eliminar la calor absorbida pels broquets, els seients protectors dels miralls i altres components.

Preguntes freqüents:

• Flux insuficient d'aigua de refrigeració:fallada de la bomba d'aigua de refrigeració, flexió de la canonada d'aigua, obstrucció del filtre, etc.
• La temperatura de l'aigua de refrigeració és massa alta:L'efecte de refrigeració del refrigerador no és bo o la selecció és massa petita.
• Bloqueig o fuita del circuit d'aigua de refrigeració:La incrustació interna o les impureses bloquegen el pas del flux.
• El sistema de refrigeració no està engegat:Oblideu d'encendre el refrigerador abans d'encendre el làser.

Causes secundàries i altres

Aquestes causes, tot i que menys directes que les dues anteriors, poden agreujar la febre o causar problemes individualment.

3. Contaminalletra danyada o tedidanses

• Si el mirall d'enfocament o el mirall protector està contaminat (oli, pols) o danyat, la seva transmitància de la llum i la seva capacitat d'enfocament disminuiran.
• Part de l'energia làser és absorbida per la mateixa lent i convertida en calor. Aquesta calor es transfereix a la base del mirall, que al seu torn escalfa l'aire circumdant i la base del broquet.
• En casos greus, una temperatura excessiva de la lent pot causar esclats.

4. Configuració incorrecta dels paràmetres del procés

• Tipus de gas i pressió:
• Quan s'utilitza oxigen per tallar acer al carboni, es tracta d'una reacció exotèrmica que genera molta calor. Si la pressió del gas no és adequada, és més fàcil formar un plasma fort.
• Quan s'utilitza nitrogen per tallar acer inoxidable, si la pressió de l'aire és massa baixa per bufar la fosa a temps, l'escòria esquitxarà cap amunt, s'adherirà a la paret interior de la boquilla i continuarà escalfant-la; si la pressió de l'aire és massa alta, pot causar un trastorn del flux d'aire, cosa que afavoreix la formació de plasma.
• Velocitat de tall:La velocitat és massa lenta, el làser es manté a la mateixa posició durant massa temps i la calor s'acumula massa, cosa que facilita la generació de plasma i la cremació del broquet. Si la velocitat és massa ràpida, és possible que no talli, cosa que provocarà una llum reflectida millorada.
• Potència del làser:Quan la potència és massa alta i altres paràmetres (com la velocitat i la pressió de l'aire) no coincideixen, l'energia és excessiva i es genera plasma fàcilment.
• Posició d'enfocament:Una posició d'enfocament incorrecta afectarà la densitat d'energia i la forma del tall, afectant així la descàrrega de la fosa i la formació de plasma.

5. El problema de la boquilla en si

• Discrepància del model:L'obertura del broquet no coincideix amb el gruix de la placa tallada i la pressió del gas. Per exemple, un tall fi amb un broquet de gran obertura pot fer que el flux d'aire divergeixi i l'efecte de protecció sigui deficient.
• Mala qualitat/danys:El forat central del broquet no és rodó, hi ha rebaves i la paret interior no és llisa, cosa que provocarà un flux d'aire inestable i formarà fàcilment corrents de Foucault, cosa que no afavoreix la dissipació de calor ni el bufat d'escòria. Una lleugera deformació del broquet després de la col·lisió amb la làmina també pot causar aquest problema.
• Instal·lació incorrecta:El broquet no està apretat o l'anell de segellat està danyat, cosa que provoca fuites de gas i destrueix la protecció estable de la cortina de gas.

6. Medi extern i col·lisió

• La reflectivitat superficial de la placa és massa alta:Quan es tallen materials altament reflectants com l'alumini i el coure, una gran quantitat d'energia làser es reflecteix cap a l'interior del capçal de tall i s'absorbeix per la boquilla i el seient del mirall.
• Col·lisió:El capçal de tall xoca amb la placa o el dispositiu, fent que la boquilla es deformi i les parts internes es desplacin, destruint la coaxialitat original i el segellat de la llum, el gas i la via fluvial.

Resum i llista de verificació de solucions

Quan es produeix un problema d'escalfament de la boquilla, es recomana comprovar-ho en l'ordre següent:

1. Atureu immediatament la màquina per a la seva inspecció:per evitar més danys a l'equipament.

2. Comproveu el sistema de refrigeració (prioritat màxima):

• Confirmeu que el refrigerador està engegat i funciona correctament.
• Comproveu si el cabal i la pressió de l'aigua de refrigeració compleixen els requisits de l'equip.
• Toqueu els tubs d'entrada i sortida i sentiu la diferència de temperatura. Si la diferència de temperatura és petita, significa que l'eficiència de l'intercanvi de calor és baixa o que el flux és insuficient.
• Comproveu la qualitat de l'aigua per assegurar-vos que no hi hagi impureses.

3. Comproveu i substituïu els components òptics:

• Traieu la lent protectora i inspeccioneu-la per detectar contaminació, cremades o esquerdes. Mantingueu sempre les lents netes.
• Comproveu si el mirall d'enfocament està en bon estat.

4. Comproveu i substituïu el broquet:

• Comproveu si l'obertura del broquet que s'està utilitzant actualment és adequada per a la tasca de tall en curs.
• Comproveu si el forat interior del broquet és llis i rodó, i si hi ha algun dany per fusió o bloqueig. Substituïu-lo per un de prova de broquet nou i d'alta qualitat.

5. Optimització dels paràmetres del procés de tall:

• Consulteu el proveïdor de l'equip o un enginyer de processos experimentat per recalibrar la potència del làser, la velocitat de tall, el tipus i la pressió del gas, la posició del focus, etc. segons el tipus i el gruix del material. Aquest és el nucli de la solució al problema del sobreescalfament del plasma.

6. Comproveu la coaxialitat i la instal·lació:

• Utilitzeu el provador d'alineació per comprovar si la coaxialitat del làser, la boquilla i el gas és precisa.
• Assegureu-vos que el broquet estigui correctament instal·lat i ajustat, i que l'anell de segellat estigui intacte.

7. Observeu el procés de tall:

• Sota la premissa de seguretat, observeu les espurnes durant el tall. Una espurna normal hauria de ser cap avall i cap enrere. Si l'espurna esquitxa cap amunt, divergeix o és massa gruixuda i brillant, normalment significa que els paràmetres no són adequats i es genera una gran quantitat de plasma.

Mitjançant una investigació sistemàtica, la gran majoria dels problemes d'escalfament dels broquets es poden resoldre de manera eficaç. Si no es poden resoldre els passos anteriors, pot ser que hi hagi un problema mecànic o òptic més greu dins del capçal de tall i calgui contactar amb el fabricant de l'equip per a un manteniment professional.