Jak vyřešit problém otřepů při laserovém řezání tenkých plechů

Vznik otřepů při řezání tenkých plechů laserem je velmi častý problém. Obvykle to není způsobeno jedním faktorem, ale je to výsledek kombinovaného působení více faktorů, jako je zařízení, parametry, materiály a plyny. Pro systematické řešení tohoto problému můžeme postupovat podle postupu odstraňování problémů od snadného k obtížnému a od softwaru k hardwaru. Dále podrobně rozvedeme konkrétní operace a řešení pro každý krok:

Krok 1: Kontrola a úprava základních parametrů (nejčastější problematická oblast)

1. Poloha zaostření

• Poloha ohniska je jedním z nejdůležitějších parametrů ovlivňujících kvalitu řezu. Nesprávné ohnisko povede k nesoustředění energie, což znemožní efektivní odfouknutí strusky.
• Příznaky: Jak příliš vysoké, tak příliš nízké zaostření způsobí usazování strusky na dně (otřepy).

Řešení:

• Proveďte kalibraci zaostření: Nejprve se ujistěte, že je zaostření vašeho zařízení přesné. Použijte měřič zaostření nebo funkci automatické kalibrace.
• Proveďte testování zaostření: Na odřezku vyřízněte přímku nebo kruh v různých polohách zaostření (například od -1 mm do +1 mm, s intervalem 0,2 mm) a sledujte, která poloha má nejméně otřepů. U tenkých plechů se obvykle doporučuje použít negativní rozostření (tj. zaostření je pod povrchem plechu, ve vzdálenosti asi 1/3 až 1/2 tloušťky plechu), což může vytvořit širší řez a usnadnit odfouknutí strusky směrem dolů proudem plynu.

2. Pomocný plyn

Druh a čistota plynu:

• Řezání uhlíkové oceli: Nutné použití kyslíku. Kyslík se účastní spalovací reakce, poskytuje dodatečnou energii a vytváří nízkotavitelný oxid železa, který je snadno odfouknut proudem plynu. Pokud se použije vzduch nebo dusík, vznikne velké množství černých struskových otřepů.
• Řezání nerezové oceli a hliníkových slitin: Je nutné používat vysoce čistý dusík. Úlohou dusíku je odfouknout roztavený kov a zabránit oxidaci. Pokud je čistota dusíku nedostatečná (doporučuje se nad 99,9 %) nebo je tlak příliš nízký, dojde k oxidaci a nedostatečnému chlazení a tvorbě otřepů na spodní straně materiálu.

Tlak plynu:

• Příliš nízký tlak: Není schopen účinně odfouknout strusku, což má za následek hromadění otřepů na dně.
• Příliš vysoký tlak: U tenkých plechů může nadměrný tlak v místě řezu vytvářet víry, což oslabuje efekt foukání strusky a může způsobit drsné povrchy řezu a dokonce i obtížně odstraňovatelné hrudky roztavené látky.

Řešení:Řiďte se doporučenými parametry od výrobce zařízení na základě typu a tloušťky materiálu a proveďte jemné úpravy. Například při řezání 1mm uhlíkové oceli je tlak kyslíku obvykle mezi 0,8-1,2 baru.

3. Rychlost řezání a výkon laseru

• Tyto dvě věci musí být dokonale sladěny.
• Příliš vysoká rychlost: Nedostatečný vstup energie, materiál není zcela roztaven a nařezán, což zanechává na spodní straně souvislé, lepkavé otřepy.
• Příliš pomalá rychlost: Nadměrný příkon energie způsobující nadměrné tavení materiálu, což má za následek drsný povrch řezu a dokonce i tvorbu obtížně odstranitelných roztavených hrudek.
• Nesoulad výkonu: Příliš nízký výkon odpovídá příliš vysoké rychlosti a příliš vysoký výkon odpovídá příliš nízké rychlosti.

Řešení:

• Proveďte testování parametrů: Opravte další parametry a upravte řeznou rychlost a výkon, abyste našli nejlepší kombinaci „rychlosti a výkonu“. Ideální stav řezu je květinový vzor, ​​který se rovnoměrně rozptyluje směrem dolů.

Krok 2: Kontrola stavu hardwaru a zařízení

Pokud úpravy parametrů nejsou účinné, je třeba zkontrolovat samotné zařízení.

1. Tryska

• Výběr trysky: Použití trysky s příliš velkým průměrem (například φ2,0 nebo větším) nevede ke koncentraci proudu plynu. U tenkých plechů se doporučuje použít trysku s malým průměrem (například φ1,0 nebo φ1,5), která dokáže generovat vyšší rychlost proudu plynu a mít lepší účinek foukání strusky.
• Stav trysky: Zkontrolujte, zda v oblasti otvoru trysky nedochází k rozstřikování strusky, opotřebení nebo deformaci. Poškozená tryska naruší soustřednost a stabilitu proudění plynu a musí být včas vyměněna.
• Výška trysky: Vzdálenost mezi tryskou a povrchem desky (obvykle 0,5–1,5 mm) je velmi důležitá. Příliš vysoká výška způsobí rozptýlení proudu plynu a slabý efekt foukání strusky; příliš nízká výška může snadno narazit na desku a poškodit trysku.

2.Optické čočky

• Čistota: Pokud je ochranné zrcátko a zaostřovací zrcátko znečištěno, sníží se výkon laseru, což má za následek snížení řezné schopnosti a tvorbu otřepů. Zrcátka pravidelně čistěte bezvodým etanolem a čisticím papírem.
• Kvalita: Zkontrolujte, zda na zrcátkách není mikroskopické poškození nebo stárnutí povlaku, které nemusí být viditelné pouhým okem. V případě potřeby je vyměňte.

3. Laserový paprsek

• Soustřednost paprsku: Střed otvoru trysky musí být přesně zarovnán se středem laserového paprsku. Pokud nejsou soustředné, dojde k asymetrickým řezům, kdy jedna strana bude hladká a druhá s otřepy.
• Metoda kalibrace: Nalepte vrstvu maskovací pásky na přední stranu trysky, vyšlehněte pulz a sledujte, zda se otvor nachází uprostřed trysky. Pokud je mimo střed, měla by se kalibrace provést podle návodu k zařízení.
• Stabilita zařízení: Zkontrolujte mechanické vibrace nebo uvolnění zařízení, protože to může ovlivnit stabilitu řezání.

Krok 3: Materiály a další faktory

Samotný materiál

• Kvalita povrchu: Olej, rez a povlaky na povrchu plechu mohou ztížit řezání a způsobit otřepy. Před řezáním plech očistěte.
• Typ materiálu: Různé značky a šarže materiálů mají různé složení slitin a povrchové úpravy, což může ovlivnit řezný výkon. Pokud se vám nedaří řezat konzistentně a dobře, zkuste jinou šarži nebo značku materiálu.
• Tloušťka materiálu: Ujistěte se, že výkon vašeho laseru je dostatečný k řezání požadované tloušťky. Nedostatečný výkon bude mít za následek neúplné řezání a otřepy.

Souhrn a kontrolní seznam pro rychlé řešení problémů

Pokud narazíte na problémy s otřepy, postupujte podle tohoto postupu pro rychlé řešení problémů:

1. Nejdříve zkontrolujte plyn!

• Pro řezání uhlíkové oceli: Použijte kyslík a zkontrolujte, zda je tlak dostatečný.
• Pro řezání nerezové oceli/hliníku: Použijte vysoce čistý dusík a zkontrolujte čistotu a tlak.

2. Dále upravte zaostření!

• Proveďte test zaostření, abyste našli optimální polohu zaostření. U tenkých desek zkuste negativní rozostření.

3. Pak optimalizujte rychlost a výkon!

• Proveďte testy parametrů, abyste našli kombinaci „rychlost-výkon“ bez otřepů.

4. Poté zkontrolujte trysku a optickou dráhu!

• Vyměňte trysku s malým průměrem, která se dobře cítí i vypadá.
• Zkontrolujte a vyčistěte zrcátka.
• Kalibrujte soustřednost trysky a laserového paprsku.

5. A konečně, zvažte materiální otázky!

• Očistěte povrch listu nebo zkuste použít jiný list pro testování.

Dodržováním tohoto systematického postupu odstraňování problémů lze efektivně vyřešit většinu problémů s otřepy při řezání tenkých plechů laserem.