Jak dosáhnout lesklého, leštěného okraje při řezání ocelových plechů laserem?

Pro dosažení vysoce reflexního řezného povrchu bez oxidů (známého jako „řezání s lesklou plochou“) při řezání ocelových plechů laserem (obvykle uhlíkové oceli) je klíčem k úplnému zabránění oxidaci během procesu řezání.a používat jemně vyladěné parametry řezání, které důkladně odfouknou roztavený materiál. Běžné řezání vzduchem vytvoří drsný, šedý povrch s vrstvou oxidu. Pro dosažení lesklého povrchu řezu dodržujte tyto klíčové kroky a zásady:

Základní princip

Podstatou řezání s lesklým povrchem je spíše „řezání tavením“ než „řezání oxidací“.

Oxidační řezání (obyčejný vzduch): použití kyslíku jako pomocného plynu vede k intenzivní exotermické reakci (hoření) železa a kyslíku, která produkuje velké množství strusky oxidu železa a řezný povrch je drsný a šedočerný.

Řezání tavením (zrcadlový řez): Jako pomocný plyn se používá vysoce čistý dusík (N2) nebo argon (Ar). Inertní plyn je izolován od kyslíku, laser pouze taví kov a vysokotlaký plyn odfoukává roztok čistého kovu, čímž se získá stříbrně lesklý povrch bez oxidace.

Klíčové prvky a kroky k dosažení lesklého povrchu řezu

1. Pomocný plyn: musí být použit dusík vysoké čistoty

• Požadavky na čistotu: ≥ 99,99 % (obvykle 4 devítky nebo vyšší). Nedostatečná čistota může způsobit stopovou oxidaci, která ovlivňuje povrchovou úpravu.
• Požadavky na tlak: velmi vysoké. V závislosti na tloušťce desky je obvykle vyžadován stabilní tlak 15–20 barů (asi 1,5–2,0 MPa) nebo i vyšší. Je nutné použít velkou nádrž s kapalným dusíkem nebo generátor dusíku, běžný vzduchový kompresor to nedokáže.
• Funkce: odfouknutí roztaveného kovu, ochlazení řezného švu, izolace kyslíku.

2. Výkon a režim laseru: potřebujete vysoký výkon a vysoce kvalitní paprsek

• Požadavky na výkon: Dosažení řezání lesklého povrchu obvykle vyžaduje vyšší výkon laseru. Například řezání lesklého povrchu uhlíkové oceli o tloušťce 6 mm laserem o výkonu 4000 W bude snazší a efektivnější než řezání běžných plechů stejné tloušťky. Nedostatečný výkon způsobí příliš nízkou rychlost řezání a akumulaci tepla, což ovlivní kvalitu.
• Kvalita paprsku: singlemódový laser nebo kvazi-singlemódový laser má díky své koncentrovanější hustotě energie a menšímu bodu řezání jasného povrchu ve srovnání s multimódovým laserem inherentní výhody a umožňuje dosáhnout jemnějšího a jasnějšího řezu.

3. Parametry řezání: jemné nastavení

Následující parametry je třeba jemně optimalizovat podle zařízení a podmínek plynu:

• Rychlost řezání: Ve srovnání s řezáním kyslíkem bude rychlost výrazně snížena. Pokud je rychlost příliš vysoká, tavenina se nebude foukat dočista a na zadní straně bude viset struska; pokud je rychlost příliš pomalá, je příkon tepla příliš vysoký a plech se může přehřát a změnit barvu.

Výběr a výška trysky:

• Průměr trysky: obvykle volte větší průměr trysky (například φ3 mm nebo φ4 mm), abyste se přizpůsobili vysokému tlaku a velkému průtoku dusíku a zajistili tak stabilní proudění vzduchu, které pokrývá celou štěrbinu.
• Výška trysky: Je třeba ji přesně regulovat, obvykle o něco vyšší než při řezání kyslíkem, aby se vytvořila dobrá ochranná vzduchová clona.
• Poloha zaostření: Zaostření se obvykle nastavuje na povrch desky nebo mírně pod ním a nejlepší polohu je třeba určit experimentálně, aby se dosáhlo nejužší a nejjasnější štěrbiny.
• Modulace špičkového výkonu/frekvence: U některých silnějších plechů pomáhá použití vhodného pulzního řezacího režimu řídit příkon tepla a dosáhnout tak lepšího lesklého povrchu.

4. Požadavky na představenstvo

• Čištění povrchu: olej, rez a povlak na povrchu desky ovlivní řezný účinek a měly by být předem očištěny.
• Jednotný materiál: Nerovnoměrný materiál má za následek nekonzistentní třpytivé efekty.

Shrnutí operačního procesu

1. Příprava:Ujistěte se, že používáte vysoce čistý dusík a systém přívodu plynu pod vysokým tlakem. Očistěte povrch plechu.

2. Vyberte trysku:Nainstalujte trysku s velkým průměrem vhodnou pro řezání dusíkem pod vysokým tlakem (například φ3 mm).

3. Nastavení parametrů:V softwaru pro řízení řezání vyberte režim „Řezání dusíkem“ nebo „Řezání lesklého povrchu“. Zadejte materiál plechu (uhlíková ocel) a tloušťku.

4. Klíčové referenční body úpravy:

• Pomocný plyn byl nastaven na N2.
• Tlak plynu se nastaví na rozsah vysokého tlaku (například pro uhlíkovou ocel o tloušťce 6 mm zkuste nejprve od 18 barů).
• Výrazně snižte řeznou rychlost (možné řezání kyslíkem s tloušťkou při rychlosti 1/3 až 1/2).
• Vhodně upravte zaostření a výšku trysky.

5. Zkušební řezání a optimalizace:Nejprve použijte malé grafiky nebo odřezky okrajů pro zkušební řezání. Pozorovací část:

• Pokud je horní část jasná, spodní část je rozložena černá nebo visí struska: může to být příliš rychlý nebo nedostatečný tlak vzduchu.
• Pokud je celá sekce žlutá nebo oxidovaná: čistota dusíku není dostatečná nebo je tlak příliš nízký a je do něj přimíchán kyslík.
• Pokud řez není průhledný nebo je struska silně ulpělá: nedostatečný výkon, příliš rychlý řez nebo špatná poloha ostření.

6. Formální střih:po dokončení optimalizace parametrů, formální řezání.

Úvahy a omezení

• Vyšší náklady:spotřebovává se velké množství vysoce čistého dusíku, rychlost řezání je pomalá a jednotkové náklady jsou mnohem vyšší než u řezání kyslíkem.
• Limit tloušťky:Efekt lesklého povrchu se zhoršuje s rostoucí tloušťkou. Obvykle funguje nejlépe na středních a tenkých plechech z uhlíkové oceli (1-12 mm). Pokud tloušťka desky překročí kapacitu zařízení, je obtížné dosáhnout dokonale lesklého povrchu.
• Požadavky na vybavení:Výkon laseru, kvalita paprsku, stabilita stroje a systém přívodu plynu mají vyšší požadavky.
• Hlavní aplikace:používá se pro požadavky na vzhled, svařování a kvalitu stříkání obrobku, jako jsou panely výtahů, přesné mechanické díly, vzhledové díly atd., aby se zabránilo následnému procesu broušení.

Jednoduše řečeno, pro odstranění světlého povrchu je třeba mít na paměti tři prvky: vysoký tlak a vysokou čistotu dusíku, vysoký výkon a dobrý paprsek a parametry jemného ladění při nízké rychlosti.Doporučuje se, abyste si od výrobce zařízení obstarali základní tabulku parametrů pro konkrétní model a tloušťku a použili ji jako základ pro jemné doladění na místě.