La relació entre el focus de tall làser i les rebaves

La posició focal en el tall amb làser té una relació directa i determinista amb la formació de rebaves.En resum, la posició focal afecta directament la distribució d'energia de la biga dins del material, determinant així la qualitat del tall, l'eficiència de l'expulsió del material fos i si finalment es formen rebaves.Les relacions es detallen a continuació.

Principi bàsic: Com afecta la posició focal al procés de tall

El principi del tall per làser és irradiar la peça amb un feix làser d'alta densitat d'energia, fent que es fongui o es vaporitzi ràpidament, mentre que...辅助un gas (com ara oxigen o nitrogen) expulsa el material fos per formar el tall.

Focus: El punt on l'energia del feix làser està més concentrada i la mida del seu punt és més petita.

Posició focal: es refereix a la ubicació del punt focal respecte a la superfície de la peça. Es divideix en tres casos:

1. Desenfocament positiu: el punt focal es troba per sobre de la superfície de la peça.

2. Desenfocament negatiu: el punt focal es troba sota la superfície de la peça de treball.

3. Desenfocament zero: el punt focal es troba precisament a la superfície de la peça.

Relació específica entre la posició del focus i la rebava

La naturalesa de la rebava és que la massa fosa residual, que no s'ha eliminat completament per l'aire, es resolidifica a la part inferior del tall. La posició del focus afecta la rebava principalment afectant la forma del tall i la força del flux d'aire.

1. està desenfocat (enfocament a la peça)

• Distribució de l'energia: Després que el feix entri al material, és divergent i la densitat d'energia disminueix gradualment de dalt a baix. L'energia és més forta a la superfície superior i més feble a la superfície inferior.
• Forma de la incisió: fàcil de formar una incisió en forma de V amb una part superior ampla i una part inferior estreta.

Efecte sobre la rebava:

• A causa de la manca d'energia a la part inferior, la part inferior del material no es pot fondre ni gasificar completament.
• El cabal del gas auxiliar s'accelera a la part inferior estreta, però la força de bufat pot no ser suficient per eliminar completament la massa viscosa fosa.

Resultats: És fàcil produir un gran nombre de rebaves tossudes a la superfície inferior. Aquesta és una de les causes més comunes de rebaves.

2. Desenfocament negatiu (enfocament per sota de la peça de treball)

• Distribució d'energia; el feix convergeix dins del material i la densitat d'energia arriba al màxim a la part mitjana o inferior del material.
• Forma de la incisió: fàcil de formar una incisió en forma de tambor de cintura amb una part superior i inferior estreta i una part mitjana ampla.

Efecte sobre la rebava:

• L'avantatge és que l'energia inferior és insuficient i el material es pot fondre més a fons.
• Tanmateix, el centre de la incisió és el més ample, cosa que pot fer que el flux d'aire s'escampi aquí i debiliti la força de bufat en arribar al fons.
• Si els paràmetres no coincideixen correctament, la massa fosa encara es pot adherir a la part inferior a causa de la fila bruta.

Resultats: En comparació amb el desenfoque positiu, la condició de la rebava millorarà, però encara es pot produir una petita quantitat de rebava suau. Per al tall de plaques gruixudes, de vegades s'utilitza el desenfoque negatiu per assegurar-se que la part inferior es talli.

3. Desenfocament zero o millor enfocament (enfocament a la superfície de la peça o a una profunditat específica)

• Distribució d'energia: La zona d'energia més concentrada es troba a la superfície de la peça, que és la millor per al tall de plaques primes. Per a plaques gruixudes, normalment es requereix una posició de "millor enfocament", és a dir, l'enfocament s'endinsa fins a una certa profunditat dins del material (per exemple, 1/3 del gruix de la placa) per equilibrar l'energia superior i inferior.
• Forma d'incisió: la incisió vertical i paral·lela més ideal.

Efecte sobre la rebava:

• La distribució d'energia a tota la zona d'incisió és relativament uniforme, i el material es pot fondre de manera contínua i estable.
• Els talls paral·lels proporcionen un pas suau per al gas auxiliar, que pot transportar prou energia cinètica per descarregar suaument la fosa des del fons.

Resultat: Aquest és el millor estat per obtenir sense rebaves o molt poques incisions de rebaves. La fosa es va eliminar "netament" sense residus.

Resum i analogia

Ho pots entendre així:

• Està desenfocat: com un "cisell rom", la part superior és molt dura, però la part inferior és avorrida, només pot "fregar" el material, deixant un aspecte rugós.
• Desenfocament negatiu: Com si es produís una "explosió" dins del material, tot i que pot explotar, la sortida pot no ser neta i farà aparèixer algunes restes.
• Millor enfocament: Com un "bisturí afilat", tallat perfectament de dalt a baix, net i polit.

Guia pràctica: Com ajustar el focus en funció d'errors

En funcionament real, si es troben rebaves, cal seguir els passos següents per comprovar-les i ajustar-les:

1. Observeu la forma de la rebava:

• Hi ha moltes rebaves dures i granulars a la part inferior: és probable que la part inferior no es talli perquè està desenfocada (l'enfocament és massa alt) o per poca potència/velocitat massa ràpida. L'enfocament s'ha d'ajustar cap avall.
• Hi ha una petita quantitat de rebava suau, fàcil de caure, semblant a una barba, a la part inferior: pot ser un desenfoque negatiu (el focus és massa baix) o una pressió de gas insuficient/gas impur que fa que la massa fosa no s'expulsi. Podeu intentar ajustar el focus cap amunt i comprovar els paràmetres del gas.

2. Calibratge i proves de focus:

• Utilitzeu un instrument d'enfocament per determinar amb precisió la posició d'enfocament zero.
• En el programari de paràmetres de tall, l'ajust del valor ± es realitza normalment sobre la base del punt 0. Feu 1 sèrie de proves d'enfocament (per exemple, de +1 a -3 en passos de 0,5), talleu la mateixa figura i, a continuació, observeu quina posició té el tall més suau i la menor rebava. Aquesta posició és el millor enfocament per als materials, gruixos i equips actuals.

Oaltres factors clau que afecten els errors (a tenir en compte en la coordinació)

L'enfocament no és l'únic factor i s'ha d'optimitzar conjuntament amb altres paràmetres del procés:

Gas auxiliar:

Pressió:Una pressió insuficient no pot eliminar eficaçment l'escòria; una pressió massa alta pot causar turbulències, cosa que afectarà l'estabilitat.

Puresa:Especialment quan es talla acer inoxidable, és important utilitzar nitrogen d'alta puresa (99,99% o més). L'oxigen residual formarà escòria oxidada i agreujarà les rebaves.

Velocitat de tall:La velocitat és massa ràpida, l'entrada d'energia és insuficient i el material no es talla completament, formant rebaves inferiors; la velocitat és massa lenta, també es pot produir una ablació excessiva, talls rugosos i rebaves.

Potència del làser:potència i velocitat a l'alçada. La potència és massa baixa per tallar.

Broquet:L'obertura, l'alçada i la concentricitat de la boquilla afecten directament l'estat del flux d'aire. La no concentricitat és una causa comuna de qualitat de tall desigual i rebaves.

El material en si:La composició del material, l'estat de la superfície (com ara si hi ha òxid, oli) també té un impacte.

La posició d'enfocament és el paràmetre d'ajust principal per controlar la rebava del tall làser.La posició focal ideal crea un tall vertical i suau i permet que el gas d'assistència descarregui la fosa de manera eficient. Quan trobeu un problema de rebaves, primer heu de dur a terme sistemàticament una prova d'enfocament per trobar el millor enfocament i, a continuació, coordinar-vos per ajustar altres paràmetres com el gas i la velocitat per obtenir un efecte de tall perfecte sense rebaves.