Jak vyřešit otřepy vznikající při řezání kovu laserem

Otřepy vznikající při řezání plechu laserem jsou běžným procesním problémem, který obvykle naznačuje, že proces řezání není optimální. Pro systematické řešení tohoto problému je nutné kontrolovat a upravovat různé aspekty, jako je zařízení, materiály, procesní parametry a pomocné plyny.

Směr optimalizace jádra a specifická opatření

1. Optimalizace procesních parametrů (pro uhlíkovou ocel a další materiály)

• Výkon laseru: nedostatečný výkon je jednou z hlavních příčin otřepů. Vhodné zvýšení výkonu může zajistit úplné roztavení kovu. Je však třeba poznamenat, že příliš vysoký výkon může způsobit spálení plechu nebo zachycení strusky.
• Řezná rychlost: Rychlost je příliš vysoká, vstupní laserová energie je nedostatečná, materiál není zcela roztaven a proudění vzduchu ho rozfoukne do otřepů; pokud je rychlost příliš nízká, bude hoření silné a struska se uchytí. Nastavte rychlost na nejlepší hodnotu, která odpovídá výkonu a tloušťce plechu. Obvykle můžete nejprve otestovat parametry. Poloha zaostření: Nesprávné zaostření bude mít za následek nedostatečnou hustotu energie. Proveďte test zaostření, abyste našli nejvhodnější polohu pro aktuální tloušťku plechu (obvykle při řezání uhlíkové oceli je zaostření na povrchu plechu nebo mírně pod ním).

2. Zajistěte, aby byl pomocný plyn v nejlepším stavu (nejdůležitější faktor)

• Druh a čistota plynu:
• Řezání uhlíkové oceli: Musí být použit vysoce čistý kyslík (≥ 99,95 %). Kyslík se účastní exotermické reakce, napomáhá spalování a odfoukávání strusky. Nedostatečná čistota výrazně ovlivní kvalitu řezu a vrstvu oxidu v průřezu.

Řezání nerezové oceli a hliníku: měl by být použit vysoce čistý dusík (≥ 99,99 %) nebo argon. Pro dosažení řezání bez oxidace použijte vysokotlaký plyn k odfouknutí roztaveného kovu. Nečistý plyn způsobí strusku na dně.

• Tlak plynu:
• Řezání uhlíkové oceli (s kyslíkem): tlak by neměl být příliš vysoký (obvykle 0,8–2 bary). Nadměrný tlak sice ochladí řez, ale sníží účinnost spalovací reakce a dojde k tvorbě otřepů.
• Řezání nerezové oceli/hliníku (dusíkem): Tlak musí být dostatečně vysoký (obvykle 10–20 barů, v závislosti na tloušťce plechu). Nedostatečný tlak je nejčastější příčinou selhání řezání bez otřepů a roztavený kov nelze zcela odfouknout.
• Stav trysky:
• Zkontrolujte, zda tryska není poškozená nebo ucpaná rozstřikem. Opotřebovaná tryska může způsobovat turbulenci v proudění vzduchu.
• Zkontrolujte, zda průměr otvoru trysky odpovídá tloušťce plechu a tlaku plynu. Silné plechy obvykle vyžadují trysky s větším otvorem.
• Kalibrujte soustřednost trysky a laserové hlavy. Odchylka soustřednosti způsobí, že plyn bude foukat a na jedné straně se budou objevovat otřepy.

3. Kontrola a údržba stavu zařízení

• Čištění optických čoček: znečištění ochranného zrcátka a zaostřovacího zrcátka výrazně snižuje výkon laseru a kvalitu paprsku. Pravidelně kontrolujte a čistěte nebo vyměňujte čočky.
• Kvalita paprsku: pravidelná kalibrace paprsku pro zajištění správné optické dráhy a zaobleného zaostření.
• Stabilita zařízení: Zkontrolujte, zda jsou vodicí lišta a převodový systém obráběcího stroje stabilní. Při třesení vysokou rychlostí se mohou vytvářet nepravidelné otřepy.

4. Zaměřte se na samotný materiál

• Povrch plechu: Ujistěte se, že povrch plechu neobsahuje silnou rez, barvu ani nátěr, které by mohly ovlivnit absorpci laseru a stabilitu řezání.
• Složení a kvalita materiálu: nízká kvalita nebo nerovnoměrné složení slitiny desky může také vést ke kolísání řezného účinku.

Zvláštní aspekty problémů s otřepy v různých materiálech

• Uhlíkový ocelový plech (řezání kyslíkem): spodní otřep je většinou tvrdá a křehká struska z oxidu železa. To se odvíjí hlavně od čistoty kyslíku, polohy ohniska a shody výkonu a otáček.
• Nerezový hliníkový plech (řezání dusíkem): spodní otřepy jsou většinou z měkkého a dlouho nefoukaného roztaveného kovu. Prvním úkolem je zkontrolovat, zda je tlak dusíku dostatečně vysoký, zda je plyn čistý a zda je tryska vhodná.

Systematická doporučení pro proces řešení problémů

1. Zaznamenejte a reprodukujte:podrobně zaznamenejte aktuální typ, tloušťku a všechny procesní parametry (výkon, rychlost, tlak vzduchu, zaostření, typ trysky).

2. Úprava jedné proměnné:Pro porovnání zkušebního řezu upravujte vždy pouze jeden parametr (doporučuje se začít nejprve s tlakem plynu a polohou zaostření).

3. Od jednoduchého po složité řešení problémů:

• Krok 1: Zkontrolujte a vyčistěte trysku a čočku.
• Krok 2: Zkontrolujte čistotu a tlak plynu.
• Krok 3: Optimalizujte polohu zaostření.
• Krok 4: Upravte sladění výkonu a rychlosti.
• Krok 5: kalibrace optické dráhy a soustřednosti zařízení.

4. Vytvořte standardní knihovnu parametrů:Jakmile budou nalezeny nejlepší parametry pro desky různých značek, tlouštěk a materiálů, budou zaznamenány do standardních provozních pokynů.

Shrnutí:Jádrem řešení problému s otřepy z laserového řezání je „zajištění dostatečného přívodu energie a spolupráce se stabilním, čistým a správným směrem proudění vzduchu, aby se tavenina včas odfoukla“. Jedná se o systematický problém, který vyžaduje trpělivost obsluhy a postupné zkoumání a optimalizaci pomocí vědeckých metod. Pokud jsou všechny výše uvedené kroky zkontrolovány a problém přetrvává i po úpravě, je třeba kontaktovat výrobce zařízení a zkontrolovat, zda se nezměnila výstupní energie laseru nebo režim paprsku.