Dovednosti laserového řezání lesklých povrchů

Použití vláknového laserového řezacího stroje k řezání materiálů s lesklým povrchem (jako je zrcadlová nerezová ocel, vysoce lesklý hliník, měď, mosaz atd.) má zásadní rozdíly a velké výhody oproti použití tradičního CO₂ laseru, ale také vyžaduje speciální dovednosti pro dosažení nejlepších výsledků a zajištění bezpečnosti.

Základní princip: Vlnová délka vláknového laseru je 1,06 mikronu a absorpční rychlost kovových materiálů je mnohem vyšší než u CO₂ laseru s 10,6 mikrony.To znamená, že vláknový laser se méně odráží, účinnost využití energie je vyšší a riziko poškození zařízení odrazem je výrazně sníženo. To ale neznamená, že neexistují žádné problémy.

Následují techniky řezání lesklých povrchů speciálně navržené pro vláknové laserové řezací stroje:

Hlavní výhody a předpoklady

V první řadě je zřejmé, že u nejběžnější nerezové oceli 304 s lesklým povrchem mohou moderní řezací stroje s vláknovým laserem obvykle řezat přímo bez složité předúpravy, jako je CO₂ laser, a riziko odrazu je extrémně nízké. Problém spočívá hlavně v tom, jak dosáhnout „bezchybného“ řezného povrchu, aby se zabránilo poškrábání a oxidaci povrchu.

Klíčové dovednosti a optimalizace parametrů

1. Výběr plynu a regulace tlaku (nejdůležitější)

• Řezání dusíkem/vysoce čistým dusíkem
• Účel: Získání lesklého povrchu břitu bez oxidace, stříbřitě bílé nebo přirozené barvy.
• Požadavky na tlak: Je vyžadován velmi vysoký tlak vzduchu (obvykle > 1,2 MPa nebo i vyšší). Dusík pod vysokým tlakem může rychle odfouknout roztavený kov, aby se zabránilo jeho oxidaci na řezné ploše a zabarvení, a zároveň se ochladí řezný šev.
• Požadavky na čistotu: Používejte dusík o čistotě 99,99 % nebo vyšší, abyste zabránili kontaminaci kyslíkem, což by mohlo způsobit oxidaci a zežloutnutí a zčernání řezného povrchu.
• Řezání kyslíkem:
• Použitelné pouze pro dosažení řezné rychlosti a nevadí jim vrstva černého oxidu na řezném povrchu. Pro obrobky, které potřebují zachovat vzhled „lesklého povrchu“, se obecně nepoužívají.

2. Výběr trysek a regulace výšky

• Použijte dvouvrstvou/složenou trysku: dvouvrstvá tryska (například tryska HighSpeed, LowSpeed) může vytvořit stabilnější, agregovaný proud vzduchu, schopnost odstraňování strusky je silnější, zvláště vhodná pro řezání lesklých povrchů vysokotlakým dusíkem.
• Otvor trysky: v závislosti na výběru tlusté desky se obvykle používá o něco větší otvor (například φ2,0, φ3,0), aby se zajistilo dostatečné proudění vzduchu.
• Poloha zaostření: Zkuste zaostřit mírně dolů (hlouběji do plechu), abyste dosáhli svislejšího a hladšího řezu.
• Výška sečení: udržujte konstantní a přesnou výšku sečení pro zajištění stabilního proudění vzduchu.

3. Optimalizace parametrů laseru

• Výkon: Použití vyššího výkonu s vysokou rychlostí může zmenšit tepelně ovlivněnou zónu a zabránit nadměrnému tavení nebo žloutnutí břitu.
• Frekvence: Zvýšení pulzní frekvence (například 500–1000 Hz nebo vyšší) může zjemnit a zjemnit linii řezu.
• Pracovní cyklus: upravte vhodný pracovní cyklus za předpokladu zajištění stability řezu, abyste dosáhli nejlepších parametrů konečné úpravy.
• Rychlost řezání: v případě zajištění průřezu se snažte použít vyšší rychlost řezání, abyste snížili akumulaci tepla.

4. Řízení zaměření

• Byl proveden test zaostření, aby se našla nejlepší poloha zaostření pro materiál a tloušťku lesklého povrchu. Obvykle mírně negativní zaostření (laserové zaostření je uvnitř desky) pomáhá získat lepší vertikální řez.

Zvláštní upozornění pro různé lesklé materiály

zrcadlo z nerezové oceli:

• První ochranný povrch: použití speciální ochranné fólie vysoké kvality pro laserové řezání! Toto je nejúčinnější způsob, jak zabránit rozstřiku vznikajícímu během řezání a poškrábání zrcadlového povrchu od povrchu stolu stroje.
• Po naříznutí lze ochrannou fólii snadno odtrhnout a získat tak hladký povrch.

Hliník a hliníkové slitiny (zejména vysoce lesklé):

• Riziko odrazivosti: Odrazivost čistého hliníku a hliníku s vysokým obsahem křemíku je stále vysoká. Přestože je riziko nižší než u CO₂, u vláknových laserů s ultravysokým výkonem (např. 10 000 wattů nebo více) je stále třeba dbát na možný dopad zpětných odrazů na vnitřní součásti vláknové hlavy při řezání.
• Parametry: Hliník vede teplo rychle, vyžaduje vyšší špičkový výkon a vyšší rychlost. Používejte vysoce čistý dusík a pro dosažení jasnějšího řezu může být nutné přidat malé množství argonu.
• Zachycení strusky: Řezání hliníku snadno vede k zachycení spodní strusky, což je třeba překonat optimalizací tlaku vzduchu a jeho zaostřením.

měď a mosaz:

• Vysoká odrazivost: Čistá měď (měď) je jedním z nejvíce odrazivých kovů a představuje také riziko pro vláknové lasery. Test vždy začněte s nízkým výkonem.
• Problém s absorpcí: Lze použít zelený vláknový laser (vlnová délka 515 nm). Měď má velmi vysokou míru absorpce zeleného světla. Je ideální volbou pro řezání mědi, ale zařízení je drahé.
• Mosaz: zinek, při řezání se uvolňují zinkové páry, řez se snadno zčerní. Je vyžadován dusík pod vysokým tlakem a parametry jsou optimalizovány.

Bezpečnostní a provozní doporučení

1. První test:U vysoce reflexních materiálů (čistá měď, čistý hliník) lze při prvním řezání nejprve použít odpad a testovat při nižším výkonu, aby se pozoroval stav řezu a zpětná vazba stroje.

2. Kontrola zařízení:Ujistěte se, že laserová hlava vašeho vláknového laserového řezacího stroje je vybavena antireflexním ochranou (například izolátorem zpětného odrazu). Většina moderních vláknových optických strojů se středním až vysokým výkonem je standardně vybavena.

3. Čištění a údržba:

• Před řezáním očistěte povrch materiálu olejem.
• Pravidelně kontrolujte a čistěte trysku a chraňte čočku. Vysokotlaký plyn během řezání lesklých ploch může snáze uvolňovat prach a usazovat ho na čočce.

4.Zkušební řezání a knihovna parametrů:Vytvořte „knihovnu parametrů řezání s jasným povrchem“ pro různé materiály, různé tloušťky a různé požadavky na povrch a proveďte ověření zkušebního řezání v malém měřítku při každé výměně materiálu.

Shrnutí bodů

Závěr:U vláknových laserů se jádro řezání materiálů s lesklým povrchem změnilo z „jak zabránit poškození odrazem“ na „jak optimalizovat proces pro dosažení dokonalého řezného povrchu a ochranu vzhledu materiálu“. Díky kombinaci „jemného nastavení parametrů ochrany řezného povrchu pomocí vysokotlakého dusíku s vysokou čistotou“ lze stabilně a efektivně zpracovávat vysoce kvalitní obrobky s lesklým povrchem.